一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法与流程

1.本发明涉及通信技术领域，具体为一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法。


背景技术：

2.随着近地遥感卫星高分辨率图像及综合遥感有效载荷技术的发展，卫星对地面的数据传输能力，不断面临技术上的新挑战。面对有效载荷数传码速率达到数gbps的需求，地面站能力、信道编码能力已经接近技术实现的极限。
3.在近地遥感卫星上，随着技术的进步，采集数据的能力越来越强，图像的分辨率越来越高，信道的数据传输能力是有上限的。对数据进行深度压缩是很难的，对数据进行深度压缩，还能保持数据的完整性和安全性就更难。
4.名词解释：完整的二进制数据：强调一个二进制数据文件的完整性，且是采用二进制方式表示的数据；完整数据：强调数据的完整性；完整数据包含完整的二进制数据；平均数的数值、二进制数据单位元的数值、增量数值：强调数值的相等关系。


技术实现要素：

5.针对以上问题，本发明的目的在于将完整的二进制数据分割成相等位数的二进制数据单位元，计算二进制数据单位元的平均数的数值，采用二进制数据单位元的数值等于平均数的数值加上增量数值的方式进行数据压缩，对数据压缩后组帧，提供一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法。
6.实现本发明目的的技术解决方案为：一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，在近地遥感卫星上采集数据，采集的数据为高分辨率图像，将采集的数据储存在储存器，将储存器内的数据调入内存，经过cpu的计算而压缩数据，然后将压缩数据储存在储存器内，具有数据加密功能，最后对压缩数据进行组帧；所述方法的具体步骤为：第一步骤：将完整的二进制数据分割成若干相等位数的二进制数据单位元；优选的，将完整的二进制数据通过cpu计算，分割成若干相等位数的二进制数据单位元，保持完整的二进制数据的结构顺序，并储存在储存器内；完整的二进制数据分割后，不能构成一个二进制数据单位元位数的剩余项，保留原形并储存在储存器内；第二步骤：计算并统计二进制数据单位元的数值分布区间；优选的，通过cpu计算二进制数据单位元的数值，采用统计方法统计二进制数据单位元的数值分布区间；第三步骤：计算二进制数据单位元的平均数的数值；优选的，采用求平均数的方法，计算二进制数据单位元的平均数的数值，平均数的
数值采用去掉小数保留整数的方法，二进制数据单位元的位数与平均数的二进制位数相同，平均数与平均数的名称一一对应；平均数的位数大于平均数名称的位数；第四步骤：采用等值关系将二进制数据单位元的数值替代为平均数的数值加上增量数值，所述等值关系是：二进制数据单位元的数值等于平均数的数值加上增量数值；优选的，增量数值分为正值和负值，当平均数的数值加上增量数值为正值时，表示的二进制数据单位元的数值大于平均数的数值；当平均数的数值加上增量数值为负值时，表示的二进制数据单位元的数值小于平均数的数值；第五步骤：用平均数的名称替代平均数；优选的，二进制数据单位元的位数大于平均数名称的位数加上增量位数之和，先将完整的二进制数据采用平均数加上增量数值表示，然后将完整的二进制数据采用平均数的名称加上增量数值表示；第六步骤：将平均数、平均数的名称、增量数值封装成数据帧，发送数据帧；优选的，平均数与平均数的名称是一一映射的关系。
7.与现有技术相比，本方案的有益效果包括：（1）、二进制数据单位元的位数，根据cpu的算力自由增减，提高压缩的效率；（2）、对完整的二进制数据能够进行深度压缩；（3）、对完整的二进制数据进行压缩，具有数据加密功能。
附图说明
8.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
9.图1是一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法的流程示意图。
实施方式
10.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
11.因此，以下对本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
12.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征和技术方案可以相互组合。
13.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
14.下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
15.实施例：如图1所示，本发明提供了一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，在近地遥
s4= w4+ x4s5= w5+ x5s6= w6+ x6以此类推，完整数据的二进制数据单元为：s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8、s9、s
10
、
……
、sn，平均数的数值的队列为：w1、w2、w3、
……
、wn，十进制增量为：x1、x2、x3、x4、x5、x6、
……
、xn,数值相等的公式为：s j = w i + xgs j
表示二进制数据单元的数值，w i
表示平均数的数值，xg表示十进制增量的数值，j∈n、i∈n、g∈n，n为自然数。
22.为了更好的实现本发明的目的，步骤五：用平均数的名称替代平均数；平均数的数值的队列w1、w2、w3、
……
、wn一一对应平均数的名称为m1、m2、m3、
……
、mn,其一一映射关系为：｛（f：w1→
m1），（f-1
: m1→
w1）｝、｛（f：w2→
m2），（f-1
: m2→
w2）｝、｛（f：w3→
m3），（f-1
: m3→
w3）｝、
……
、｛（f：wn→mn
），（f-1
: mn→
wn）｝，
→
表示映射， f与f-1
表示可逆的映射关系。
23.将完整数据的二进制数据单元的数值压缩为平均数的名称与增量，压缩关系为：s j = m i + xgxn表示十进制增量，mn表示平均数的名称，sn表示完整数据的二进制数据单元，j∈n、i∈n、g∈n。
24.为了更好的实现本发明的目的，步骤六：将平均数、平均数的名称、增量数值封装成数据帧，发送数据帧。
25.以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明的权利要求范围当中。


技术特征：
1.一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，其特征在于：在近地遥感卫星上采集数据，将采集的数据储存在储存器，将储存器内的数据调入内存，经过cpu的计算而压缩数据，然后将压缩数据储存在储存器内，最后对压缩数据进行组帧；所述方法的具体步骤为：第一步骤：将完整的二进制数据分割成若干相等位数的二进制数据单位元；第二步骤：计算并统计二进制数据单位元的数值分布区间；第三步骤：计算二进制数据单位元的平均数的数值；第四步骤：采用等值关系将二进制数据单位元的数值替代为平均数的数值加上增量数值，所述等值关系是：二进制数据单位元的数值等于平均数的数值加上增量数值；第五步骤：用平均数的名称替代平均数；第六步骤：将平均数、平均数的名称、增量数值封装成数据帧，发送数据帧。2.根据权利要求1所述的一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，其特征在于：在第一步骤中，将完整的二进制数据通过cpu计算，分割成若干相等位数的二进制数据单位元，保持完整的二进制数据的结构顺序，并储存在储存器内；完整的二进制数据分割后，不能构成一个二进制数据单位元位数的剩余项，保留原形并储存在储存器内。3.根据权利要求1所述的一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，其特征在于：在第二步骤中，通过cpu计算二进制数据单位元的数值，采用统计方法统计二进制数据单位元的数值分布区间。4.根据权利要求1所述的一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，其特征在于：在第三步骤中，采用求平均数的方法，计算二进制数据单位元的平均数的数值，平均数的数值采用去掉小数保留整数的方法，二进制数据单位元的位数与平均数的二进制位数相同，平均数与平均数的名称一一对应；平均数的位数大于平均数名称的位数。5.根据权利要求1所述的一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，其特征在于：在第四步骤中，增量数值分为正值和负值。6.根据权利要求1所述的一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，其特征在于：在第五步骤中，二进制数据单位元的位数大于平均数名称的位数加上增量位数之和，先将完整的二进制数据采用平均数加上增量数值表示，然后将完整的二进制数据采用平均数的名称加上增量数值表示。7.根据权利要求1所述的一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，其特征在于：在第六步骤中，平均数与平均数的名称是一一映射的关系。8.根据权利要求2所述的一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，其特征在于：在第一步骤中，完整数据的二进制数据单元为：s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8、s9、s
10
、
……
、s
n
，n为自然数。9.根据权利要求8所述的一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，其特征在于：在第一步骤中，s1、s2、s3、s4、s5、s6、s7、s8、s9、s
10
、
……
、s
n
为完整数据的二进制数据单位元，w1、w2、w3、w4、w5、w6、w7、w8、w9、w
10
、
……
、w
n
为所述完整数据的二进制数据单位元一一映射的十进制数据单位元。10.根据权利要求1至9任意一项所述的一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，其特征在于：在第三步骤中，w1、w2、w3、w4、w5、w6之间的十进制数值大小处于一个很小的区间内，即w1≈（w1+w2+w3+w4+w5+w6）/6, w1是平均数去掉小数点后的整数，以此类推，得到平均数
的数值的队列：w1、w2、w3、
……
、w
n
。

技术总结
一种近地遥感卫星数据传输的压缩组帧方法，本发明涉及通信技术领域，在近地遥感卫星上采集数据，将采集的数据储存在储存器，将储存器内的数据调入内存，经过CPU的计算而压缩数据，然后将压缩数据储存在储存器内，最后对压缩数据进行组帧；所述方法的具体步骤为：第一步骤：将完整的二进制数据分割成若干相等位数的二进制数据单位元；第二步骤：计算并统计二进制数据单位元的数值分布区间；第三步骤：计算二进制数据单位元的平均数的数值；第四步骤：采用二进制数据单位元的数值等于平均数的数值加上增量数值的等值关系；第五步骤：平均数采用平均数的名称替代；第六步骤：将平均数及一一对应的名称、增量数值封装成数据帧，发送数据帧。送数据帧。送数据帧。


技术研发人员：伍剑松 徐克强 张萌 高健
受保护的技术使用者：航天科工通信技术研究院有限责任公司
技术研发日：2023.02.20
技术公布日：2023/7/22