基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方法及系统，所述方法包括：获取待解析的卫星图像压缩数据块，将所述卫星图像压缩数据块封装为通用解压缩图像块；解析BPDU导头参数，确定数据是否全有效、全填充、部分有效；其中，在全有效状态下，将BPDU数据进行解析放入该信道的写出发送辅助处理函数；在全填充状态下，返回步骤1重新处理数据；在部分有效状态下，读取导头部分有效数据的数据长度进行解析放入该信道的写出发送辅助处理函数。本发明专利技术可确定图像块数据在图像幅中的位置，据此恢复星上传感器所成的完整图像，可使数据块的解析更加准确和高效。

【技术实现步骤摘要】
基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方法及系统
本专利技术属于数据通信传输
，涉及卫星图像压缩数据块解析领域，特别涉及一种基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方法及系统。
技术介绍
在由各国空间组织组成的空间数据系统咨询委员会(CCSDS)成功开发适用于低、中数据率航天器的常规在轨系统(COS)体制和标准的基础之上，又进一步发展了以满足复杂航天器需求为目标的高级在轨系统(AOS)体制和标准。它是一种服务于空对空、空对地测控通信以及数据管理的系统，可处理大容量、高速率数据，满足不同需求的大量用户同时访问。它支持多种类型数据的高速、低速的数据传输，在传输模式上支持异步、同步等模式，支持位流、分包等更多传输业务，通过在一条物理信道建立统一的数据流就能对多种不同类型的数据进行传输；通过对虚拟信道进行动态地管理调度和有效的纠检错措施，使得高效率、高品质的信道得到保证，从而使得系统具有极高的可靠性，可满足高效率、大容量、多用户复杂航天器的数据处理、数据传输需求。得到卫星图像原始压缩数据块之后，需要对其进行格式解析和解压缩。目前的卫星图像压缩数据块解析方法中，每种只能解析特定的一种或几种AOS数据帧格式，不具有很强的兼容性；另外，已有的方法中在并行解析和效率问题上也还有一定的进步空间，其中有些方法虽然实现了高效率的解析，但在实际应用过程中的安全性和可靠性难以达到要求。综上，亟需一种新的基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方法及系统。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方法及系统，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术通过设计一种通用解压缩图像块的数据结构，可确定图像块数据在图像幅中的位置，据此恢复星上传感器所成的完整图像，可使数据块的解析更加准确和高效。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术的一种基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方法，包括以下步骤：步骤1，获取待解析的卫星图像压缩数据块，将所述卫星图像压缩数据块封装为通用解压缩图像块；所述通用解压缩图像块包括：同步字、CRC校验及虚拟通道的检验位，BPDU数据域和VCDU计数器；基于同步字、CRC校验及虚拟通道的检验位进行判读，判定虚拟通道有效后，跳转执行步骤2；步骤2，解析BPDU导头参数，确定数据是否全有效、全填充、部分有效；其中，在全有效状态下，将BPDU数据进行解析放入该信道的写出发送辅助处理函数；在全填充状态下，返回步骤1重新处理数据；在部分有效状态下，读取导头部分有效数据的数据长度进行解析放入该信道的写出发送辅助处理函数；所述写出发送辅助处理函数具有缓存、排序、写文件和网络发送的功能；当缓存大小达到指定值时，按照虚拟通道VCDU计数器对数据帧进行排序，选取连续的前C-n数据帧进行拼接，最终发送出去，完成卫星图像压缩数据块解析。本专利技术的进一步改进在于，步骤1中，所述通用解压缩图像块由虚拟通道号、幅序号、块序号、压缩算法标识、压缩单元信息、辅助数据和压缩数据组成；所述通用解压缩图像块用于确定图像块数据在图像幅中的位置，据此恢复星上传感器所成的完整图像；所述通用解压缩图像块的解析部分采用服务器端和客户端的方式实现；其中，AOS帧格式解析是客户端，压缩数据的解析部分是服务器端，两个部分通过socket进行通信；服务器端的处理采用多线程并发的模式，每监听到一个socket连接就新建一个线程。本专利技术的进一步改进在于，步骤1中，所述线程中执行的处理过程包括：对数据输入是否结束进行判断：如果已结束，则终止该线程；如果未结束，则搜索该数据块的帧头；其中，如果未搜索到，则该数据块无效，重新处理新的数据，否则读取块结构的信息，解析辅助数据到通用压缩块数据结构中，并将所有的压缩单元都解析到通用压缩块数据结构中，之后再将其放入处理的队列中；直至所有数据被处理之后结束。本专利技术的进一步改进在于，步骤1的所述通用解压缩图像块中，线程的数量和虚拟通道的数量一致。本专利技术的进一步改进在于，步骤1中，所述基于同步字、CRC校验及虚拟通道的检验位进行判读的步骤具体包括：(1)基于同步字的检验位对数据的帧同步字的正确性进行判断；(2)同步字正确时，基于CRC校验的检验位对数据进行CRC校验；(3)CRC校验结果正确时，对数据帧的虚拟通道号进行提取，将提取的虚拟通道号与配置的信道号进行逐一对比，发现匹配则该虚拟通道有效。本专利技术的进一步改进在于，步骤2还包括：当发送完数据帧或是缓存数据没有达到指定帧数时，判断输入是否已经停止，如果停止，则将剩余缓存数据排序拼接发送，流程结束；如果没有停止，则返回继续处理输入数据。本专利技术的一种基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析系统，包括：数据处理及判读模块，用于获取待解析的卫星图像压缩数据块，将所述卫星图像压缩数据块封装为通用解压缩图像块；所述通用解压缩图像块包括：同步字、CRC校验及虚拟通道的检验位，BPDU数据域和VCDU计数器；基于同步字、CRC校验及虚拟通道的检验位进行判读，判定虚拟通道有效后，跳转执行解析输出模块；解析输出模块，用于解析BPDU导头参数，确定数据是否全有效、全填充、部分有效；其中，在全有效状态下，将BPDU数据进行解析放入该信道的写出发送辅助处理函数；在全填充状态下，返回数据处理及判读模块重新处理数据；在部分有效状态下，读取导头部分有效数据的数据长度进行解析放入该信道的写出发送辅助处理函数；所述写出发送辅助处理函数具有缓存、排序、写文件和网络发送的功能；当缓存大小达到指定值时，按照虚拟通道VCDU计数器对数据帧进行排序，选取连续的前C-n数据帧进行拼接，最终发送出去，完成卫星图像压缩数据块解析。本专利技术的进一步改进在于，数据处理及判读模块中，所述通用解压缩图像块由虚拟通道号、幅序号、块序号、压缩算法标识、压缩单元信息、辅助数据和压缩数据组成；所述通用解压缩图像块用于确定图像块数据在图像幅中的位置，据此恢复星上传感器所成的完整图像；所述通用解压缩图像块的解析部分采用服务器端和客户端的方式实现；其中，AOS帧格式解析是客户端，压缩数据的解析部分是服务器端，两个部分通过socket进行通信；服务器端的处理采用多线程并发的模式，每监听到一个socket连接就新建一个线程。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术中采用上述的帧格式解析方法可以高质高速地完成卫星压缩块数据的解析任务，并且在并行解析时具有较好的表现。具体地，针对不同型号卫星的不同数据编排，通过配置不同的AOS帧格式和判读标准，结合本专利技术所设计的通用解压缩块数据结构，可对多种数据块进行更加具有针对性的解析。本专利技术方法中采用同步字校验、CRC校验以及有效虚拟信道三种方式，来提高本专利技术方法的安全性和可靠性；在发送数据时，通过灵活选取连续的前C-n帧数据，可最大化地提高数据帧的发送速度和质量。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，获取待解析的卫星图像压缩数据块，将所述卫星图像压缩数据块封装为通用解压缩图像块；所述通用解压缩图像块包括：同步字、CRC校验及虚拟通道的检验位，BPDU数据域和VCDU计数器；基于同步字、CRC校验及虚拟通道的检验位进行判读，判定虚拟通道有效后，跳转执行步骤2；/n步骤2，解析BPDU导头参数，确定数据是否全有效、全填充、部分有效；其中，在全有效状态下，将BPDU数据进行解析放入该信道的写出发送辅助处理函数；在全填充状态下，返回步骤1重新处理数据；在部分有效状态下，读取导头部分有效数据的数据长度进行解析放入该信道的写出发送辅助处理函数；/n所述写出发送辅助处理函数具有缓存、排序、写文件和网络发送的功能；当缓存大小达到指定值时，按照虚拟通道VCDU计数器对数据帧进行排序，选取连续的前C-n数据帧进行拼接，最终发送出去，完成卫星图像压缩数据块解析。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，获取待解析的卫星图像压缩数据块，将所述卫星图像压缩数据块封装为通用解压缩图像块；所述通用解压缩图像块包括：同步字、CRC校验及虚拟通道的检验位，BPDU数据域和VCDU计数器；基于同步字、CRC校验及虚拟通道的检验位进行判读，判定虚拟通道有效后，跳转执行步骤2；
步骤2，解析BPDU导头参数，确定数据是否全有效、全填充、部分有效；其中，在全有效状态下，将BPDU数据进行解析放入该信道的写出发送辅助处理函数；在全填充状态下，返回步骤1重新处理数据；在部分有效状态下，读取导头部分有效数据的数据长度进行解析放入该信道的写出发送辅助处理函数；
所述写出发送辅助处理函数具有缓存、排序、写文件和网络发送的功能；当缓存大小达到指定值时，按照虚拟通道VCDU计数器对数据帧进行排序，选取连续的前C-n数据帧进行拼接，最终发送出去，完成卫星图像压缩数据块解析。


2.根据权利要求1所述的一种基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方法，其特征在于，步骤1中，所述通用解压缩图像块由虚拟通道号、幅序号、块序号、压缩算法标识、压缩单元信息、辅助数据和压缩数据组成；所述通用解压缩图像块用于确定图像块数据在图像幅中的位置，据此恢复星上传感器所成的完整图像；
所述通用解压缩图像块的解析部分采用服务器端和客户端的方式实现；其中，AOS帧格式解析是客户端，压缩数据的解析部分是服务器端，两个部分通过socket进行通信；服务器端的处理采用多线程并发的模式，每监听到一个socket连接就新建一个线程。


3.根据权利要求2所述的一种基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方法，其特征在于，步骤1中，所述线程中执行的处理过程包括：
对数据输入是否结束进行判断：如果已结束，则终止该线程；如果未结束，则搜索该数据块的帧头；其中，如果未搜索到，则该数据块无效，重新处理新的数据，否则读取块结构的信息，解析辅助数据到通用压缩块数据结构中，并将所有的压缩单元都解析到通用压缩块数据结构中，之后再将其放入处理的队列中；直至所有数据被处理之后结束。


4.根据权利要求2所述的一种基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方法，其特征在于，步骤1的所述通用解压缩图像块中，线程的数量和虚拟通道的数量一致。


5.根据权利要求2所述的一种基于AOS帧的卫星图像压缩数据块解析方...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭文华，高嘉保，田艳彬，郭馨语，马耀军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61