[發明專利]一種IONEX電離層數據編輯與無損優化壓縮方法

有效

• 申請號: 201710534284.6
• 申請日: 2017-07-03
• 公開（公告）號: CN107423372B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 王成;施闖;方榮新;李敏
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06F16/174
• 分類號: G06F16/174
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮;李丹

本發明公開了一種IONEX電離層數據編輯與無損優化壓縮方法，該方法包括：按需求提取IONEX格式的電離層數據，支持不同采樣率的全球電離層數據、區域電離層數據；對IONEX電離層數據在時間維度、地理經緯度層面的編輯操作；對數據進行加密、抽稀以及自定義時間、經緯度范圍的截??；根據編輯需求建立一套編輯操作輸入指令；針對不同的操作指令執行相應的編輯操作；將編輯后的結果以IONEX格式重新存儲為新的電離層數據文件；根據IONEX電離層產品所包含數據劃分為字符串、整型數值、浮點型數值這三種基本類型；對三種基本類型的數據分別采用不同的優化存儲方案。本發明方法在不損耗原IONEX數據文件的數值精度的前提下盡可能提高壓縮率從而減少存儲空間。

技術領域

本發明涉及數據處理技術，尤其涉及一種IONEX電離層數據編輯與無損優化壓縮方法。

背景技術

電離層是地球大氣層60千米以上的，在來自太陽輻射和宇宙射線及各種高能帶電粒子的作用下處于部分電離或完全電離狀態的大氣區域。長期以來，人類主要通過電離層測高儀、雷達以及探空火箭等探測儀器來監測電離層形態變化從而認識電離層活動規律及其變化機制。從1998年開始，IGS(International GNSS Service)電離層工作組開始發布日常的全球電離層圖(Global Ionosphere Maps，GIM)。它是由歐洲定軌中心(Center forOrbit Determination in Europe,CODE)、歐空局(European Space Agency,ESA)、美國噴氣推進實驗室(Jet Propulsion Laboratory,JPL)和西班牙加泰羅尼亞理工大學(Universitat Politécnica De Catalunya,UPC)四個分析中心(Ionosphere AssociateAnalysis Centers，IAACs)各自獨立的解算方法得到的電離層產品加權平均組合而成。2016年，我國中科院和武漢大學也加入了IGS電離層分析中心并開始對外發布全球電離層產品。隨著應用的需求發展，電離層數據產品的時間分辨率也相應提高，從而大大增加了數據存儲空間。而且，分析中心提供的產品均為全球范圍的，尚沒有針對特定區域的產品，不利于地球物理學、空間物理學等領域有關電離層方面的科學研究。所以，IONEX電離層數據的編輯與壓縮存儲需要亟待解決。目前，比較常用的無損壓縮算法有Huffman算法和LZW算法。Huffman算法是基于統計模型的壓縮算法，需要先對數據中出現的概率大小來構造二叉樹，對出現概率較大的字符給予較短碼長，對概率較小的字符給予較長的碼長，且沒有錯誤保護功能，需要補0湊夠8位才可進行編碼，從而存儲了一定的冗余數據。LZW算法是一種基于字典算法的編碼方法，通過編碼表將字符串映射成定長的碼輸出，并未真正做到最佳地分析輸入數據，其壓縮性能受到制約，僅僅適合壓縮具有明顯單詞結構的數據文件。目前，尚沒有針對IONEX電離層數據的壓縮方法。由于IONEX電離層數據既包含了若干字符串信息，也包含了不同數值類型的數值信息，故不宜采用Huffman算法或LZW算法來對IONEX電離層數據進行壓縮，而應該針對IONEX格式開發一種更加良好的優化壓縮方法。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于針對現有技術中的缺陷，提供一種IONEX電離層數據編輯與無損優化壓縮方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種IONEX電離層數據編輯與無損優化壓縮方法，包括以下步驟：

1)數據提?。喊葱枨髲脑茧婋x層數據中提取IONEX格式的電離層數據文件，原始電離層數據為不同采樣率的全球電離層數據、區域電離層數據；

2)數據編輯：根據數據編輯需求建立一套編輯操作輸入指令；數據編輯需求包括對IONEX電離層數據文件在時間維度、地理經緯度層面的編輯操作；以及對數據進行加密、抽稀以及自定義時間、經緯度范圍的截取；

根據用戶的輸入指令調用對應的操作指令執行相應的編輯操作；

將編輯后的結果以IONEX格式重新存儲為新的電離層數據文件；