本發(fā)明專利技術(shù)屬于導(dǎo)航衛(wèi)星應(yīng)用與數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別是涉及一種新的ＧＮＳＳ觀測值數(shù)據(jù)壓縮與解壓縮方法，包括ＧＮＳＳ觀測值中概略坐標(biāo)和天線高信息的壓縮與解壓縮，基于六十進(jìn)制的時間數(shù)據(jù)的壓縮與解壓縮，基于六十進(jìn)制的衛(wèi)星編號的壓縮與解壓縮，基于六十進(jìn)制和遞推差分算法的ＧＮＳＳ觀測值壓縮，基于六十進(jìn)制和遞推積分算法的ＧＮＳＳ觀測值積分。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于導(dǎo)航衛(wèi)星應(yīng)用與數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別是涉及一種新的GNSS觀測值數(shù) 據(jù)壓縮與解壓縮方法。
技術(shù)介紹
全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)是星基無線電定位、導(dǎo)航與授時系統(tǒng)，它由已處于運行 狀態(tài)下的美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)(GPS)、完善之中的俄羅斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GL0NASS)、 建設(shè)之中的歐洲伽利略系統(tǒng)(GALILEO)和中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(COMPASS)等組成。GPS自1995年宣布完全運行狀態(tài)(FOC)以來，運營狀況良好，當(dāng)前在軌衛(wèi)星31顆， 主要觀測值有載波L1、L2，測距碼C/A、P1、P2和多普勒觀測值Dl、D2。1999年美國宣布了 GPS現(xiàn)代化計劃，未來GPS系統(tǒng)將提供更多的觀測值，包括Li、L2、L5、L1C、L2C、L5I、L5Q、 P1、P2、M1、M2、D1、D2、D5等。GL0NASS自1996年具備FOC以來，因經(jīng)濟(jì)和技術(shù)原因，衛(wèi)星星 座長期沒有到達(dá)預(yù)定24顆，當(dāng)前正式運行衛(wèi)星有21顆。2001年俄羅斯宣布了 GL0NASS現(xiàn) 代化計劃，在2012年以后衛(wèi)星星座將維持在24顆，提供Gl、G2、G3、L1C、L2C、L3C、PI、P2、 P3等多種觀測值。1998年歐盟決定建立GALILEO系統(tǒng)，當(dāng)前只有1顆試驗衛(wèi)星正式運行， 計劃建設(shè)由20顆衛(wèi)星組成的衛(wèi)星星座和遍布全球的地面控制部分，GALIEL0將提供E1、E6、 E5a、E5b、ElA、ElB、E6A、E6B、E5a-I、E5b-I等多種類型的觀測值。中國正在實施的COMPASS 將發(fā)射5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星，當(dāng)前有4顆北斗導(dǎo)航試驗衛(wèi)星和2顆 北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，COMPASS 系統(tǒng)將要提供 Bl-I ；Bl-Q ；B1-2 ；B2-I ；B2-Q ；B3 ；B1-B0C ；B2-B0C ； B3-B0C ；L5等多種類型的觀測值。日本、印度等國也在積極發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，未來天 空中正式運行的衛(wèi)星將超過100顆。當(dāng)前地面一點可視GNSS衛(wèi)星數(shù)目為6-15顆，未來地面一點可視GNSS衛(wèi)星數(shù)將達(dá) 到15至40顆。衛(wèi)星數(shù)量的增加將大大提高定位的速度和精準(zhǔn)度，同時將使得觀測值的數(shù) 量大大增加。例如采樣率為30秒、截止高度角為10度的一個測站24小時的GPS觀測值數(shù) 據(jù)大約在1. 4Mb左右。相同設(shè)置的觀測值文件未來將達(dá)到IOMb左右。國內(nèi)外有多種形式的GNSS連續(xù)運行跟蹤站，這些測站連續(xù)運行，觀測值實時或者 事后傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，并供用戶下載。國際GPS服務(wù)(IGS)機構(gòu)是一個永久性GPS服 務(wù)機構(gòu)，為全球科研機構(gòu)及時提供GPS數(shù)據(jù)和高精度的星歷、地球自轉(zhuǎn)速率等，在數(shù)據(jù)處理 中心SOPAC保存著GNSS標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)。美國大地測量調(diào)查所(NGS)管理著美國連續(xù)運 行參考站(CORS)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存檔在馬里蘭州的主站和科羅拉多的對應(yīng)設(shè)施中。我國許多省 市也建立了 CORS系統(tǒng)，預(yù)計五年內(nèi)將CORS站點將達(dá)到1000多個。以上系統(tǒng)接收了大量的觀測數(shù)據(jù)，能夠滿足不同用戶的需求，但數(shù)據(jù)量也很大，給 數(shù)據(jù)的存儲與傳輸帶來了新的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對上述現(xiàn)狀與需求，本專利技術(shù)提出一種新的GNSS觀測值的壓縮方法和相應(yīng)解壓4縮方法。本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案是基于六十進(jìn)制的GNSS觀測值壓縮方法，包括以下步驟步驟1. 1，讀取GNSS標(biāo)準(zhǔn)Rinex格式的觀測值文件，所述觀測值文件包含頭文件和 主體文件，主體文件包含各歷元的觀測值；步驟1. 2，將頭文件中的概略坐標(biāo)和天線高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)，再轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；步驟1. 3，壓縮第1個歷元，包括將第1個歷元的時間數(shù)據(jù)和衛(wèi)星編號轉(zhuǎn)化為六十 進(jìn)制；將首歷元的觀測值數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)化為整數(shù)并記為Xtl,再轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制，得到第1個歷元 的觀測值壓縮數(shù)據(jù)；步驟1. 4，壓縮第2個歷元，包括將第2個歷元的時間數(shù)據(jù)與第1個歷元的時間數(shù) 據(jù)求差得到歷元間隔，并轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；第2個歷元的衛(wèi)星編號與首歷元的衛(wèi)星編號相 同則略寫，有增刪變化則將第2個歷元的衛(wèi)星編號轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；將第2個歷元的觀測值 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)并記為X1，然后將第2個歷元的觀測值數(shù)據(jù)與首歷元的觀測值數(shù)據(jù)求一次 差，8卩AX1 = X1-Xtl，并將差分結(jié)果轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制，得到第2個歷元的觀測值壓縮數(shù)據(jù)；步驟1. 5，壓縮第3個歷元，包括將第3個歷元的時間數(shù)據(jù)與第2個歷元的時間數(shù) 據(jù)求差得到歷元間隔，并轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；第3個歷元的衛(wèi)星編號與第2個歷元的衛(wèi)星編號 相同則略寫，有增刪變化則將第3個歷元的衛(wèi)星編號轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；將第3個歷元的觀測 值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)并記為X2，然后將第3個歷元的觀測值數(shù)據(jù)與第1個歷元、第2個歷元的 觀測值數(shù)據(jù)求二次差，即= X2 -2Z, -X。，并將差分結(jié)果轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制，得到第4個歷元 的觀測值壓縮數(shù)據(jù)；步驟1.6，依次壓縮第4個及以后歷元，壓縮方式包括，將當(dāng)前壓縮的第η個歷元的 時間數(shù)據(jù)與前一歷元的時間數(shù)據(jù)求差得到歷元間隔，并轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；第η個歷元的衛(wèi) 星編號與前一歷元的衛(wèi)星編號相同則略寫，有增刪變化則將第η個歷元的衛(wèi)星編號轉(zhuǎn)化為 六十進(jìn)制；將第η個歷元的觀測值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)并記為Xlri，然后將當(dāng)前壓縮歷元的觀測 值數(shù)據(jù)與前三個歷元的觀測值數(shù)據(jù)Xn-2、Xn-3、Xn-4求三次差，即AV^1 =I1并將差分結(jié)果轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制，得到第η個歷元的觀測值壓縮數(shù)據(jù)；步驟1. 7，將步驟1. 2至步驟1. 6所得數(shù)據(jù)存入文本文件；步驟1. 8，調(diào)用通用壓縮軟件將步驟1. 7所得文本文件壓縮為二進(jìn)制的格式。本專利技術(shù)還提供了相應(yīng)基于六十進(jìn)制的GNSS觀測值解壓縮方法，包括以下步驟步驟2. 1，調(diào)用通用壓縮軟件進(jìn)行解壓，轉(zhuǎn)換為文本格式的文本文件；步驟2. 2，讀入步驟2. 1所得文本文件中的壓縮數(shù)據(jù)；步驟2. 3，將壓縮數(shù)據(jù)所含頭文件中概略坐標(biāo)和天線高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為十進(jìn)制，再轉(zhuǎn)化為 標(biāo)準(zhǔn)單位的實數(shù)；步驟2. 4，讀入第1個歷元的壓縮數(shù)據(jù)并解壓縮，包括將第1個歷元的時間數(shù)據(jù) 和衛(wèi)星編號轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的格式；將第1個歷元的觀測值壓縮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的實數(shù)形 式，得到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù)Xtl ；步驟2. 5，讀入第2個歷元的壓縮數(shù)據(jù)并解壓縮，包括將第2個歷元的歷元間隔和 和衛(wèi)星編號換為十進(jìn)制格式，并補全時間信息和衛(wèi)星編號；將第2個歷元的觀測值壓縮數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的實數(shù)形式并記為，然后與第1個歷元的觀測值數(shù)據(jù)Xtl進(jìn)行一階積分， 得到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù)X1 = VAX1 ；5步驟2. 6，讀入第3個歷元的壓縮數(shù)據(jù)并解壓縮，包括將第3歷元的歷元間隔和和 衛(wèi)星編號換為十進(jìn)制格式，并補全時間信息和衛(wèi)星編號；將第3個歷元的觀測值壓縮數(shù)據(jù) 轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的實數(shù)并記為然后與第1個歷元、第2個歷元的觀測值數(shù)據(jù)Xc^X1進(jìn)行二 階積分，得到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù)A = 2X,-Z0+ VX2 ；步驟2. 7，依次讀入第4個及其以后歷元的壓縮數(shù)據(jù)并解壓縮，解壓縮方式包 括，將當(dāng)前解壓縮的第η個歷元的歷元間隔和和衛(wèi)星編號換為十進(jìn)制格式，并補全時間信 息和衛(wèi)星編號；將第η個歷元的觀測值壓縮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制的實數(shù)并記為△▽&_,，然后 與前三個歷元的觀測值數(shù)據(jù)Χη_2、Χη_3、Χη_4進(jìn)行三階積分，得到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù) 步驟2. 本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種基于六十進(jìn)制的ＧＮＳＳ觀測值壓縮方法，其特種在于，包括以下步驟：步驟１．１，讀?。牵危樱訕?biāo)準(zhǔn)Ｒｉｎｅｘ格式的觀測值文件，所述觀測值文件包含頭文件和主體文件，主體文件包含各歷元的觀測值；步驟１．２，將頭文件中的概略坐標(biāo)和天線高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)，再轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；步驟１．３，壓縮第１個歷元，包括將第１個歷元的時間數(shù)據(jù)和衛(wèi)星編號轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；將首歷元的觀測值數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)化為整數(shù)并記為Ｘ↓［０］，再轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制，得到第１個歷元的觀測值壓縮數(shù)據(jù)；步驟１．４，壓縮第２個歷元，包括將第２個歷元的時間數(shù)據(jù)與第１個歷元的時間數(shù)據(jù)求差得到歷元間隔，并轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；第２個歷元的衛(wèi)星編號與首歷元的衛(wèi)星編號相同則略寫，有增刪變化則將第２個歷元的衛(wèi)星編號轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；將第２個歷元的觀測值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)并記為Ｘ↓［１］，然后將第２個歷元的觀測值數(shù)據(jù)與首歷元的觀測值數(shù)據(jù)求一次差，即ΔＸ↓［１］＝Ｘ↓［１］－Ｘ↓［０］，并將差分結(jié)果轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制，得到第２個歷元的觀測值壓縮數(shù)據(jù)；步驟１．５，壓縮第３個歷元，包括將第３個歷元的時間數(shù)據(jù)與第２個歷元的時間數(shù)據(jù)求差得到歷元間隔，并轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；第３個歷元的衛(wèi)星編號與第２個歷元的衛(wèi)星編號相同則略寫，有增刪變化則將第３個歷元的衛(wèi)星編號轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；將第３個歷元的觀測值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)并記為Ｘ↓［２］，然后將第３個歷元的觀測值數(shù)據(jù)與第１個歷元、第２個歷元的觀測值數(shù)據(jù)求二次差，即▽Ｘ↓［２］＝Ｘ↓［２］－２Ｘ↓［１］－Ｘ↓［０］，并將差分結(jié)果轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制，得到第４個歷元的觀測值壓縮數(shù)據(jù)；步驟１．６，依次壓縮第４個及以后歷元，壓縮方式包括，將當(dāng)前壓縮的第ｎ個歷元的時間數(shù)據(jù)與前一歷元的時間數(shù)據(jù)求差得到歷元間隔，并轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；第ｎ個歷元的衛(wèi)星編號與前一歷元的衛(wèi)星編號相同則略寫，有增刪變化則將第ｎ個歷元的衛(wèi)星編號轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制；將第ｎ個歷元的觀測值數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)并記為Ｘ↓［ｎ－１］，然后將當(dāng)前壓縮歷元的觀測值數(shù)據(jù)與前三個歷元的觀測值數(shù)據(jù)Ｘ↓［ｎ－２］、Ｘ↓［ｎ－３］、Ｘ↓［ｎ－４］求三次差，即Δ▽Ｘ↓［ｂ－１］＝Ｘ↓［ｎ－１］－３Ｘ↓［ｎ－２］＋３Ｘ↓［ｎ－３］＋Ｘ↓［ｎ－４］，并將差分結(jié)果轉(zhuǎn)化為六十進(jìn)制，得到第ｎ個歷元的觀測值壓縮數(shù)據(jù)；步驟１．７，將步驟１．２至步驟１．６所得數(shù)據(jù)存入文本文件；步驟１．８，調(diào)用通用壓縮軟件將步驟１．７所得文本文件壓縮為二進(jìn)制的格式。...
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李英冰，閆景仙，熊程波，
申請(專利權(quán))人：武漢大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：83[中國|武漢]
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