[發(fā)明專利]一種用于定位信息傳輸?shù)臄?shù)據(jù)壓縮方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310136381.1
• 申請(qǐng)日: 2013-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN103199868A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張波;徐碩;王藝燃;李署堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H03M7/30
• 分類號(hào): H03M7/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于定位信息傳輸?shù)臄?shù)據(jù)壓縮方法。該方法利用目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)較少突變的特點(diǎn)，對(duì)用戶位置進(jìn)行預(yù)測(cè)，通過預(yù)測(cè)誤差的計(jì)算和比較，對(duì)定位信息進(jìn)行無損壓縮。從而使報(bào)文能夠在有限長(zhǎng)度內(nèi)包含更多的定位壓縮數(shù)據(jù)，提高了報(bào)文的利用率以及位置匯報(bào)的實(shí)時(shí)性。

背景技術(shù)

隨著導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展，其相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)也遍地開花。對(duì)定位信息的處理和利用，首先需要用戶通過一定的方式將其定位信息發(fā)送至管理中心。GPS/GSM定位通信組合已被廣泛應(yīng)用于遠(yuǎn)程報(bào)警和目標(biāo)監(jiān)視，但移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍的限制導(dǎo)致其應(yīng)用存在盲區(qū)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的終端用戶同時(shí)具有快速定位和雙向通信功能，從而有望彌補(bǔ)GSM網(wǎng)絡(luò)的缺陷。

由于不同導(dǎo)航系統(tǒng)輸出的定位信息格式有所不同，對(duì)多模接收機(jī)的定位信息進(jìn)行有效壓縮必須先將其格式統(tǒng)一到一種標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)格式。另外，無論是GSM網(wǎng)絡(luò)還是北斗通信鏈路，其或按用戶發(fā)送信息條數(shù)收取費(fèi)用，或?qū)νㄐ蓬l度和報(bào)文長(zhǎng)度都一定限制。這使得用戶需要通過一次報(bào)文通信傳輸通信間隔內(nèi)多個(gè)的定位信息，從而產(chǎn)生了對(duì)定位信息進(jìn)行壓縮的需求。

本發(fā)明涉及的用于定位信息傳輸?shù)臄?shù)據(jù)壓縮方法是一種提高短報(bào)文利用率的有效技術(shù)手段。該方法利用目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)較少突變的特點(diǎn)，前兩時(shí)刻的定位信息對(duì)下一時(shí)刻的定位信息進(jìn)行預(yù)測(cè)，經(jīng)過誤差計(jì)算、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷等步驟，對(duì)定位信息進(jìn)行無損壓縮，并且使壓縮效率盡可能的大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種適用于多模接收機(jī)定位信息傳輸?shù)臄?shù)據(jù)壓縮方法。其對(duì)報(bào)文通信間隔內(nèi)的大量不同格式的定位信息進(jìn)行等間隔選取、格式轉(zhuǎn)換、位置預(yù)測(cè)、預(yù)測(cè)誤差計(jì)算、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷，最后生成包含多條定位信息的報(bào)文數(shù)據(jù)。

首先，對(duì)報(bào)文發(fā)送時(shí)間間隔內(nèi)所有定位數(shù)據(jù)進(jìn)行等間隔選取，這樣壓縮后的時(shí)間信息只需保留一個(gè)初始時(shí)間，而且用戶的位置變化也會(huì)更加清晰。之后，將多模接收機(jī)接收的所有定位信息數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的格式。其次，根據(jù)相鄰位置信息相關(guān)性大和目標(biāo)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)較少突變的特點(diǎn)，利用前兩個(gè)定位信息對(duì)下一時(shí)刻的定位信息進(jìn)行預(yù)測(cè)。之后，經(jīng)過對(duì)預(yù)測(cè)誤差值和定位數(shù)據(jù)差值的比較，判斷用戶處于“規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”還是“不規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)”。當(dāng)用戶處于規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，選擇預(yù)測(cè)誤差作為傳輸內(nèi)容；處于不規(guī)則運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，選擇定位信息差值作為傳輸內(nèi)容。最后，根據(jù)報(bào)文格式的要求，生成壓縮后的報(bào)文數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了定位信息的有效壓縮，使報(bào)文在有限長(zhǎng)度內(nèi)能夠包含更多的定位信息數(shù)據(jù)，從而提高了報(bào)文利用率以及位置匯報(bào)實(shí)時(shí)性。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

一、極大提高了報(bào)文服務(wù)的定位信息傳輸能力；

二、不論用戶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)如何，此方法均可實(shí)現(xiàn)較大的壓縮率；

三、適用于各類或多模導(dǎo)航定位系統(tǒng)定位信息的壓縮處理；

附圖說明

圖1是壓縮方法原理框圖。

圖2是報(bào)文具體數(shù)據(jù)格式。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述。本發(fā)明對(duì)報(bào)文通信時(shí)間間隔內(nèi)的多次定位信息依次進(jìn)行等間隔選取、格式轉(zhuǎn)換、位置預(yù)測(cè)與預(yù)測(cè)誤差計(jì)算、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷和報(bào)文內(nèi)容生成五步處理，原理框圖參見圖1。

壓縮方法的第一步是對(duì)通信時(shí)間間隔內(nèi)的定位信息進(jìn)行等間隔選取，其目的在于壓縮狀態(tài)矢量中時(shí)間維的數(shù)據(jù)量。若一條報(bào)文中可包含n個(gè)定位信息，而t_i+1-t_i=△t=T/n=常數(shù)。其中，T為報(bào)文通信時(shí)間間隔。因此，采取這種方式用戶只需發(fā)送第一個(gè)定位信息所對(duì)應(yīng)的時(shí)間t₁，在接收端即可恢復(fù)所有定位信息的時(shí)間t_i，t_i=t₁+△t*(i-1)。

壓縮方法的第二步是標(biāo)準(zhǔn)定位格式的轉(zhuǎn)換。對(duì)于多模接收機(jī)而言，不同導(dǎo)航系統(tǒng)的定位信息輸出格式有所不同，所以只有將已經(jīng)選出的定位信息轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式，才能對(duì)定位信息進(jìn)行壓縮處理。目標(biāo)在某一時(shí)刻的狀態(tài)可以用時(shí)間、經(jīng)度、緯度、高度、速度、方向來表示。其中，目標(biāo)的速度和方向可由兩相鄰時(shí)刻的位置和時(shí)間求得。所以，可記目標(biāo)在某一時(shí)刻的狀態(tài)矢量為t表示時(shí)間；j表示精度；w表示緯度；h表示高度。