一种抛物线运动轨迹测量的数据压缩传输方法技术

本发明专利技术公开了一种抛物线运动轨迹测量的数据压缩传输方法，包括获取初始的轨迹测量数据；计算得到初始的参考抛物线；获取实际采样点的轨迹测量数据，计算实际采样点轨迹测量数据与相同时刻参考抛物线的参考采样点的轨迹数据的偏差获得偏差数据，并传输压缩后的偏差数据，接收端通过参考抛物线的参考采样点的轨迹数据和解压缩后的偏差数据，还原得到实际的轨迹测量数据。本发明专利技术采用参考抛物线和参考采样点作为数据压缩的基准；通过计算实际采样点数据和参考采样点之间的数据偏差，来描述实际抛物线轨迹和参考抛物线轨迹之间的偏差；通过参考抛物线轨迹的和偏差数据，无偏差还原实际抛物线在实际采样点处的样本数据，实现抛物线轨迹测量数据的还原。轨迹测量数据的还原。轨迹测量数据的还原。

【技术实现步骤摘要】
一种抛物线运动轨迹测量的数据压缩传输方法


[0001]本专利技术涉及一种数据的压缩传输方法，尤其涉及一种抛物线运动轨迹测量的数据压缩传输方法。

技术介绍

[0002]航弹投放后，会在重力、柯氏力以及大气阻力的综合作用下，呈现复杂的运动曲线，具有速度快和加速度大的高动态特征。精确测量航弹投放后的运动轨迹，有助于改进飞机的投弹计算、航弹的设计制造、武器装备检验测试等，对加强国防力量有帮助。
[0003]在航弹投放的轨迹测量中，面临轨迹测量数据量大和通讯传输带宽较低的矛盾。不压缩轨迹数据，势必影响轨迹测量的空间抽样密度，进而影响轨迹测量的精度。
[0004]既要保证轨迹测量的精度、空间采样密度，还要保证数据不丢失，这对轨迹测量数据传输中的数据压缩提出了较高的要求。
[0005]无损压缩常用的编码方法主要包括香农
‑
范诺编码(Shannon
–
Fano coding)、霍夫曼编码(Huffman Coding)、算术编码(Arithmetic Coding)、游程长度编码(Run
‑
length coding)以及LZW(Lempel
‑
Ziv
‑
Welch)编码。
[0006]香农
‑
范诺编码(Shannon
–
Fano coding)是一种基于一组符号集及其出现的或然率(估量或测量所得)，从而构建前缀码的技术。
[0007]霍夫曼编码(Huffman Coding)，是一种熵编码(权编码)算法，是可变字长编码(VLC)的一种。
[0008]LZW(Lempel
‑
Ziv
‑
Welch)编码，属于第二类词典编码(dictionary encoding)从输入的数据中创造一个短语词典。
[0009]霍夫曼编码(Huffman Coding)处理速度快，但压缩率低；算术编码(Arithmetic Coding)，但需要大量的计算。
[0010]上述方法需要先获得“一段”数据，然后对其进行统计，最后再编码，不适合于单个轨迹测量点的数据压缩。对于连续曲线，利用“差分”编码，也能对数据进行压缩，消除冗余信息，但该编码方法对数据包丢失以及数据包传输错误极度敏感。若采用“错误重传”和“丢包重传”，并不能保证无差错。因此，有必要设计一种无损的提高数据压缩率的数据压缩传输方法。

技术实现思路

[0011]本专利技术要解决的技术问题是提供一种抛物线运动轨迹测量的数据压缩传输方法，解决现有的压缩方法数据压缩率低，影响传输效率和测量精度的问题。
[0012]本专利技术为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种抛物线运动轨迹测量的数据压缩传输方法，包括如下步骤：S1：获取初始的轨迹测量数据，传输初始的轨迹测量数据；根据初始的轨迹测量数据计算得到初始的参考抛物线，并传输参考抛物线参数；S2：获取实际采样点的轨迹测量数据，计算实际采样点轨迹测量数据与相同时刻参考抛物线的
参考采样点的轨迹数据的偏差获得偏差数据，并将偏差数据与设定的阈值进行比较；S3：若偏差数据大于设定的阈值，则传输实际采样点的轨迹测量数据；根据实际采样点的轨迹测量数据计算得到更新的参考抛物线，并传输更新的参考抛物线参数；S4：若偏差数据小于等于设定的阈值，则传输压缩后的偏差数据；S5：重复步骤S2
‑
S4，获得实际抛物线在所有实际采样点处的轨迹测量数据，直至结束。
[0013]进一步地，所述步骤S3中根据实际采样点的轨迹测量数据计算得到更新的参考抛物线包括：
[0014]S31：获取3个连续时段的4个采样点的轨迹测量数据，获取3个连续时段的位置d、速度v和加速度a信息；S32：分别计算3个时段在X轴、Y轴和Z轴三个方向的函数参数位置d、速度v和加速度a，构建函数(a
x
t2+v
x
t+d
x
,a
y
t2+v
y
t+d
y
,a
z
t2+v
z
t+d
z
)；得到6条抛物线；S33：通过获得的6条抛物线拟合参考抛物线，去除偏差最大的抛物线，计算剩余5条抛物线均方根误差最小的期望值所确定的抛物线，作为参考抛物线，得到更新的参考抛物线方程：
[0015][0016]进一步地，所述步骤S1包括：获取初始空间位置d0(d
x0
,d
y0
,d
z0
)、初始速度v0(v
x0
,v
y0
,v
z0
)和初始加速度a0(a
x0
,a
y0
,a
z0
)，定义初始的参考抛物线(a
x
t2+v
x
t+d
x
,a
y t2+v
y
t+d
y
,a
z
t2+v
z
t+d
z
)。
[0017]进一步地，参考抛物线的参考采样点的轨迹数据的计算包括：获取实际采样采样周期T，记录第m次实际采样的时间偏差Δtm，确定第m次参考采样的时刻为实际采样的时刻tm，tm＝m
×
T+Δtm；第m个参考采样点的轨迹数据即为参考抛物线在tm时刻的理论空间位置、理论空间速度。
[0018]进一步地，所述轨迹测量数据包括：时间戳毫秒、时间戳UTC秒、纬度、经度、高度以及XYZ三轴速度；所述轨迹测量数据包括22字节，其中，时间戳毫秒为11比特；时间戳UTC秒为4字节；纬度为4字节；经度为4字节；高度为2字节；XYZ三轴速度为6字节。
[0019]进一步地，压缩后的偏差数据包括：压缩标志、参考抛物线编号、采样时刻时间偏差、采样序号、XYZ三轴位置偏差值以及XYZ三轴速度偏差值；其中，压缩标志为2比特；参考抛物线编号为3比特；采样时刻时间偏差为11比特；采样序号为16比特；XYZ三轴位置偏差值为15比特加1比特“0”填充；XYZ三轴速度偏差值为15比特加1比特“0”填充；共计8字节。
[0020]进一步地，所述参考抛物线参数采用特殊帧传输，特殊帧包括：压缩标志、参考抛物线编号、采样时刻时间偏差、采样序号，抛物线位置起点的UTC时刻、抛物线位置起点UTC时刻对应的采样序号、抛物线位置起点的经度、抛物线位置起点的纬度、抛物线位置起点的高程、抛物线位置起点的X轴速度、抛物线位置起点的Y轴速度、抛物线位置起点的Z轴速度；其中，压缩标志为2比特，固定为二进制01；参考抛物线编号为3比特；采样时刻时间偏差为11比特；采样序号为16比特；抛物线位置起点的UTC时刻为8字节；抛物线位置起点UTC时刻对应的采样序号为2字节；抛物线位置起点的经度为4字节；抛物线位置起点的纬度为4字节；抛物线位置起点的高程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抛物线运动轨迹测量的数据压缩传输方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：获取初始的轨迹测量数据，传输初始的轨迹测量数据；根据初始的轨迹测量数据计算得到初始的参考抛物线，并传输参考抛物线参数；S2：获取实际采样点的轨迹测量数据，计算实际采样点轨迹测量数据与相同时刻参考抛物线的参考采样点的轨迹数据的偏差获得偏差数据，并将偏差数据与设定的阈值进行比较；S3：若偏差数据大于设定的阈值，则传输实际采样点的轨迹测量数据；根据实际采样点的轨迹测量数据计算得到更新的参考抛物线，并传输更新的参考抛物线参数；S4：若偏差数据小于等于设定的阈值，则传输压缩后的偏差数据；S5：重复步骤S2
‑
S4，获得实际抛物线在所有实际采样点处的轨迹测量数据，直至结束。2.如权利要求1所述的抛物线运动轨迹测量的数据压缩传输方法，其特征在于，所述步骤S3中根据实际采样点的轨迹测量数据计算得到更新的参考抛物线包括：S31：获取3个连续时段的4个采样点的轨迹测量数据，获取3个连续时段的位置d、速度v和加速度a信息；S32：分别计算3个时段在X轴、Y轴和Z轴三个方向的函数参数位置d、速度v和加速度a，构建函数(a
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)；得到6条抛物线；S33：通过获得的6条抛物线拟合参考抛物线，去除偏差最大的抛物线，计算剩余5条抛物线均方根误差最小的期望值所确定的抛物线，作为参考抛物线，得到更新的参考抛物线方程：3.如权利要求1所述的抛物线运动轨迹测量的数据压缩传输方法，其特征在于，所述步骤S1包括：获取初始空间位置d0(d
x0
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,d
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)、初始速度v0(v
x0
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y0
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)和初始加速度a0(a
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,a
y0
,a
z0
)，定义初始的参考抛物线(a
x
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x
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x
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y
t2+v
y
t+d
y
,a
z
t2+v
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)。4.如权利要求1所述的抛物线运动轨迹测量的数据压缩传输方法，其特征在于，参考抛物线的...

【专利技术属性】
技术研发人员：安森，彭树林，陈平，
申请(专利权)人：上海埃威信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：