[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于海面漂流觀測體的數(shù)據(jù)無損壓縮方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010982803.7
• 申請日: 2020-09-17
• 公開（公告）號: CN112153034A
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 溫琦;張琦;呂明東;邵遠(yuǎn)超
• 申請（專利權(quán)）人: 青島海研電子有限公司
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;H04W4/02;H04W4/38;H04W28/06
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37247
• 代理人: 馬千會

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及數(shù)據(jù)的無損壓縮方法。一種應(yīng)用于海面漂流觀測體的數(shù)據(jù)無損壓縮方法，包括：將時(shí)間數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)、傳感器測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)，進(jìn)行無損壓縮；壓縮完成的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸。本發(fā)明的方法能夠在保證數(shù)據(jù)無損的前提下對海面漂流觀測體傳輸?shù)臄?shù)據(jù)壓縮為原始數(shù)據(jù)大小的1/2至2/3左右，顯著減少由海面漂流觀測體數(shù)據(jù)傳輸帶來的數(shù)據(jù)傳輸成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及數(shù)據(jù)的無損壓縮方法。

背景技術(shù)

隨著海洋資源和海洋環(huán)境的備受關(guān)注，國家和社會對海洋氣象觀測的技術(shù)需求也日顯緊迫。海面漂流觀測體作為一種新的技術(shù)手段和裝備被廣泛應(yīng)用于我國海洋氣象觀測領(lǐng)域^[1]。

海面漂流觀測體通常是一種小型海洋漂流浮標(biāo)，具有自動采集海洋水文氣象數(shù)據(jù)、自動定位與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ堋Ｋ梢栽诤Ｑ笾袑Ρ韺雍Ａ鬟M(jìn)行大尺度測量與描繪。小型海洋漂流浮標(biāo)屬于一次性使用儀器并且體積小，便于投放^[2]。

小型海洋漂流浮標(biāo)按照不同的使用目的可連續(xù)在海上工作幾個(gè)月到兩年，小型海洋漂流浮標(biāo)工作期間在海上會產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)和較高的數(shù)據(jù)傳輸成本。現(xiàn)有小型海洋漂流浮標(biāo)數(shù)據(jù)壓縮方法采用的方式是對傳感器采集的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)截取達(dá)到數(shù)據(jù)壓縮的效果。該方法存在對于時(shí)間數(shù)據(jù)和坐標(biāo)數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)重合度較高的數(shù)據(jù)無法進(jìn)行有效壓縮，對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮時(shí)會損失傳感器數(shù)據(jù)精度等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的數(shù)據(jù)壓縮方法存在的問題，提供一種適數(shù)據(jù)壓縮方法，在保證數(shù)據(jù)無損的前提下對海面漂流觀測體傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行壓縮處理。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種應(yīng)用于海面漂流觀測體的數(shù)據(jù)無損壓縮方法，包括，將時(shí)間數(shù)據(jù)、坐標(biāo)數(shù)據(jù)、傳感器測量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)據(jù)，進(jìn)行無損壓縮；壓縮完成的二進(jìn)制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，其中，時(shí)間數(shù)據(jù)的無損壓縮方法為：

設(shè)時(shí)間數(shù)據(jù)為(T₀...T_N)，系統(tǒng)時(shí)間周期定義為Z，T₀為初始時(shí)間，S為T_N與T_N-1之間的差值；

T_N＝N*Z+T₀ (1)

S＝T_N-T_N-1 (2)

取{S₁,S₂,......,S_N}當(dāng)中二進(jìn)制位的最大值，計(jì)算二進(jìn)制位數(shù)為tn，將{S₁,S₂,.....S.,_N}的二進(jìn)制位數(shù)均設(shè)置為tn；

時(shí)間數(shù)據(jù)壓縮后傳輸格式為：

T₀,S₁,S₂,S₃,...,S_N-1,S_N。

作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方式，坐標(biāo)數(shù)據(jù)的無損壓縮方法為：

將采集到的經(jīng)度數(shù)據(jù)映射到0°～360°，緯度數(shù)據(jù)映射到-90°～90°，得到映射的經(jīng)度值和緯度值；

分別計(jì)算映射得到的經(jīng)度和緯度的平均值JD₀和WD₀，則第N項(xiàng)的經(jīng)緯度值為：

其中，j_N為經(jīng)度數(shù)據(jù)與平均值JD₀的差值；w_N為經(jīng)度數(shù)據(jù)與平均值WD₀的差值；