[發明專利]一種對大容量數據進行壓縮存儲的方法和系統

有效

• 申請號: 202110776025.0
• 申請日: 2021-07-09
• 公開（公告）號: CN113242264B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發明（設計）人: 郭海玉;倪少杰;魯祖坤;孫廣富;肖偉;邱楊;孫濤;周彥波;賴成偉;宋捷
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: H04L29/06
• 分類號: H04L29/06;G01S19/21;G01S19/42
• 代理公司: 中國和平利用軍工技術協會專利中心 11215
• 代理人: 劉光德

本發明提出一種對大容量數據進行壓縮存儲的方法和系統。所述方法包括：對經由所述地面天線接收到的衛星導航信號進行預處理；通過信號檢測，確定經預處理的衛星導航信號中是否存在干擾：若是，則對所述經預處理的衛星導航信號進行壓縮存儲；若否，則對所述經預處理的衛星導航信號進行選擇存儲；所述壓縮存儲具體包括：對待壓縮存儲的衛星導航信號進行進制轉換，使得轉換后的進制高于當前進制；確定經進制轉換的衛星導航信號的各個數據位上字符的出現概率；基于所述各個數據位上字符的出現概率，對所述經進制轉換的衛星導航信號進行編碼，以實現無損壓縮。

技術領域

本發明屬于數據壓縮技術領域，尤其涉及一種對大容量數據進行壓縮存儲的方法和系統。

背景技術

衛星導航信號原始數據的采集對科研工作有很大的價值，一般的監測接收機并不保存原始數據，只輸出處理后的結果，對信號質量檢測、干擾分析等方面的科研活動帶來極大困擾。衛星導航信號采集回放儀等設備可以存儲原始數據，便攜式設備更受廣大科研工作者青睞。但是，現有采集回放設備存儲空間有限，一次性工作時間有限，對于完成無人化、常態化、高質量監測采集任務有較大困難。

為了應對大數據采集的任務，常用的雙通道信號采集回放儀增大了存儲空間，連續采集時間有所加長。但是隨著采集時間的增長，相應的數據文件也不斷變大，10s的數據占用超過1G的存儲空間，大數據包給設備之間數據傳輸、處理帶來了極大困難。

除此之外，受到采集存儲速度的制約，現有采集設備雙通道同時采集時只允許4bit的采樣位寬，無法使用8bit、16bit采樣位寬的模式，得到的數據質量差，數據分析結果隨機性大、誤差大、錯誤率較高，給衛星導航信號質量監測、干擾監測等任務帶來較大困擾。

現有的衛星導航信號采集設備中沒有集成壓縮存儲模塊，只是將采集到的數據經過采樣后直接存儲，數據量大，冗余數據多。現有的壓縮編碼方法，如哈夫曼編碼、算術編碼以及各種有損壓縮等方法，不適應或不能有效的對衛星導航信號進行壓縮。綜上，現有技術存在以下缺點：(1)無壓縮存儲模塊存儲的數據量大，導致傳輸困難；(2)有損壓縮會損壞衛星導航信號結構，影響跟蹤捕獲性能，不建議使用；(3)無損壓縮對數據的壓縮率不夠，很難有效地提高壓縮率。因此。需要針對衛星導航信號特點提出改進。

發明內容

為解決現有設備連續采集時間短、數據文件大、采集位寬窄的技術問題，本發明提出一種對大容量數據進行壓縮存儲的方案。

本發明第一方面公開了一種對大容量數據進行壓縮存儲的方法。所述大容量數據為地面天線接收到的衛星導航信號，所述方法具體包括：對經由所述地面天線接收到的衛星導航信號進行預處理，所述預處理包括信號變頻處理、信號放大處理和量化采樣處理；通過信號檢測，確定經預處理的衛星導航信號中是否存在干擾：若是，則對所述經預處理的衛星導航信號進行壓縮存儲；若否，則對所述經預處理的衛星導航信號進行選擇存儲；其中，所述壓縮存儲具體包括：對待壓縮存儲的衛星導航信號進行進制轉換，使得轉換后的進制高于當前進制；確定經進制轉換的衛星導航信號的各個數據位上字符的出現概率；基于所述各個數據位上字符的出現概率，對所述經進制轉換的衛星導航信號進行編碼，以實現無損壓縮。

根據本發明第一方面的方法，其中，所述預處理具體包括：所述信號變頻處理包括：對所述衛星導航信號進行下變頻處理，使得所述衛星導航信號的高頻段轉移到低頻段上；所述信號放大處理包括：利用中頻放大器，將經所述信號變頻處理的衛星導航信號中噪聲的幅值和存在的干擾的幅值放大到模數轉換器的最大值；所述量化采樣處理包括：基于所述模數轉換器的采樣位寬對經所述信號放大處理的衛星導航信號進行量化采樣。

根據本發明第一方面的方法，其中，所述信號檢測具體包括：獲取所述經預處理的衛星導航信號的所述采樣位寬；根據所述采樣位寬確定所述經預處理的衛星導航信號的幅值；基于所述幅值計算所述經預處理的衛星導航信號的功率；當所述功率高于閾值時，則判定所述經預處理的衛星導航信號中存在所述干擾，所述閾值為所述信號放大處理的放大增益與所述噪聲的功率的總和。