專利名稱：基于六十進制的gnss觀測值壓縮與解壓縮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于導(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。
背景技術(shù)：
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)濟和技術(shù)原因，衛(wèi)星星 座長期沒有到達預(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 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標準格式的數(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。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)狀與需求，本發(fā)明提出一種新的GNSS觀測值的壓縮方法和相應(yīng)解壓
4縮方法。本發(fā)明提供的技術(shù)方案是基于六十進制的GNSS觀測值壓縮方法，包括以下步驟步驟1. 1，讀取GNSS標準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和天線高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)，再轉(zhuǎn)化為六十進制；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制的格式。本發(fā)明還提供了相應(yīng)基于六十進制的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和天線高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為十進制，再轉(zhuǎn)化為 標準單位的實數(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進行一階積分， 得到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù)X1 = VAX1 ；
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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進行三階積分，得到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù) 步驟2. 8，將步驟2. 3至步驟2. 7所得數(shù)據(jù)保存為Rinex標準格式的文本文件。本發(fā)明的特點針對GNSS觀測值的規(guī)律和存儲文件的特點，采用遞推差分算法， 減少文件存儲的內(nèi)容，采用六十進制，減少記錄的長度，從而有效地實現(xiàn)GNSS文件的大小。 采用遞推積分算法實現(xiàn)文件的解壓縮。本發(fā)明具有計算方法簡單、壓縮速度快、壓縮效率 高、壓縮結(jié)果無損失等特點。


圖1本發(fā)明實施例的壓縮流程圖；圖2本發(fā)明實施例的解壓縮流程圖；圖3壓縮效果實例測試統(tǒng)計圖。
具體實施例方式本發(fā)明提出，基于六十進制存儲GNSS觀測值的歷元之間三次差分觀測值，這是實 現(xiàn)GNSS高效壓縮的關(guān)鍵。六十進制的基數(shù)是60，用60個不同符號表示，本發(fā)明實施例采用0，1，……，9，a， b，……，y，z，A，B，……，W，X表示0到59。其計數(shù)規(guī)律是“逢六十進一”或“借一當(dāng)六十”。 表1是六十進制與十進制轉(zhuǎn)換的對照表，表中，10#表示十進制數(shù)，60#表示60進制數(shù)。表 1
10#60#IOft60#10#60#IOif60ft10#60#IOtt60tt10#60#0010a20k30U40E50060101111b21131ν41F51P61112212C22m32W42G52Q62123313d23η33X43I-I53R—…4414e24O34y44I54S5515f25P35Z45J55T6616g26Q -36A46K56U7717h27r37B■17L57V8s18i28S38C48 M58W9919j29t39D49N59X 本發(fā)明的三階遞推差分算法的計算方法見表2左邊部分，具體方式為(1)首次觀
6測值原樣輸出；(2)第2個歷元的觀測值采用一次差，即；(3)第3個歷元采用二次差；(3) 第4個及其以后的觀測值均采用三次差。三階遞推積分算法與之相應(yīng)，見表2的右邊部分。表 22、壓縮方法的實現(xiàn)過程實施例GNSS觀測值的壓縮過程如圖1所示。步驟1. 1，讀取GNSS標準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。實施例準備好GNSS的RINEX格式觀測值文件，并讀入到內(nèi)存中。在GNSS標準 Rinex格式的觀測值文件中，根據(jù)標準，頭文件包含概略坐標、天線高數(shù)據(jù)、開始時間(開始 記錄數(shù)據(jù)的時刻)、結(jié)束時間(數(shù)據(jù)記錄停止時刻)以及其他信息。主體文件中包括衛(wèi)星編 號、歷元時間、粗捕獲碼(C/A)、載波相位觀測值(L1、L2)、精測距碼(P1、P2)、多普勒頻移觀 測值(D1、D2)等，其中最主要的是觀測值，一般都包括多個歷元的觀測值。本發(fā)明的壓縮對 象主要是頭文件中的概略坐標和天線高數(shù)據(jù)，主體文件中的衛(wèi)星編號、歷元時間，其他都可 以直接寫入文本文件。步驟1. 2，將頭文件中的概略坐標和天線高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)，再轉(zhuǎn)化為六十進制。實施例中，將頭文件中的概略坐標和天線高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)，再轉(zhuǎn)為六十進制，并 寫入文件，將頭文件中的其他信息直接寫入文本文件。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)化為六十進制，得到第1個歷元 的觀測值壓縮數(shù)據(jù)。實施例先讀取觀測值中的第1個歷元，壓縮方法為首先處理“歷元/衛(wèi)星或事件 標志”，“歷元/衛(wèi)星或事件標志”為每個歷元觀測數(shù)據(jù)的第一行，用于存放該觀測歷元時刻 的時標和該歷元所觀測到衛(wèi)星的數(shù)量及其列表或表明事件性質(zhì)的標志?！皻v元/衛(wèi)星或事 件標志”中的年、月、日、時、分、秒的整數(shù)部分，均采用1位六十進制的數(shù)進行表示，秒的小數(shù) 先乘IO6轉(zhuǎn)化為整數(shù)，然后轉(zhuǎn)化為六十進制進行存儲。對衛(wèi)星編號的壓縮方法是衛(wèi)星類型 用1位六十進制數(shù)進行表示，GPS、GL0NASS, GALILEO和COMPASS的類型編碼依次為G、R、E 和B，如Ga表示10號GPS衛(wèi)星。將觀測值部分與1000相乘轉(zhuǎn)化為整數(shù)，然后再轉(zhuǎn)化為六十 進制的數(shù)。實施時，還可對信號強度也進行壓縮，將觀測值后面的信號強度轉(zhuǎn)換為六十進制 的整數(shù)，并放在相應(yīng)觀測值的后面。壓縮樣例如表3所示表3是第1個歷元的壓縮效果樣
7例，左邊是GNSS原始數(shù)據(jù)，右邊是壓縮結(jié)果。表3 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VA=AIX1-X^并將差分結(jié)果轉(zhuǎn)化為六十進制，得到第4個歷元 的觀測值壓縮數(shù)據(jù)。實施例對第3個歷元的壓縮方法是“歷元/衛(wèi)星或事件標志”的處理方法同第2 個歷元一樣。將觀測值數(shù)據(jù)與1000相乘轉(zhuǎn)化為整數(shù)，然后與第1、2個歷元相應(yīng)的觀測值求 二次差，差分公式見表2中的最后將差分結(jié)果轉(zhuǎn)換為六十進制。信號強度處理方法同 第1個歷元一樣。壓縮樣例如表5所示第3個歷元的壓縮效果樣例，左邊是GNSS原始數(shù) 據(jù)，右邊是壓縮結(jié)果。表 5 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Δν·Υ _, = -3Χ _2 +3Χ ,3+Ζ _4， 并將差分結(jié)果轉(zhuǎn)化為六十進制，得到第η個歷元的觀測值壓縮數(shù)據(jù)。實施例對第4個及其以后歷元的壓縮方法是“歷元/衛(wèi)星或事件標志”的處理方 法同第2個歷元一樣。將觀測值與1000相乘轉(zhuǎn)化為整數(shù)，然后與前三個歷元相應(yīng)的觀測值 求三次差，差分公式即表2中的Δν^^ = ^^-3Χ _2+Χ _4，最后將差分結(jié)果轉(zhuǎn)換為六十 進制。信號強度處理方法同第1個歷元一樣。壓縮樣例如表6所示第4個及其以后歷元 的壓縮結(jié)果樣例。左邊是GNSS原始數(shù)據(jù)，右邊是壓縮結(jié)果。表 6
9 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制的格式，最終 得到二進制形式的存儲文件。3、解壓縮方法的實現(xiàn)過程實施例解壓縮流程如圖2所示。步驟2. 1，調(diào)用通用壓縮軟件進行解壓，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和天線高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為十進制，再轉(zhuǎn)化為 標準單位的實數(shù)。實施例將頭文件中的記錄時間、標識點概略坐標、天線相位中心的H/E/N方向的 改正數(shù)等壓縮數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)為十進制數(shù)據(jù)，然后再轉(zhuǎn)為標準單位的實數(shù)，其他信息不發(fā)生變化。 將歷元信息中的時間轉(zhuǎn)換為十進制格式，并補全每個歷元的時間信息。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)換為十進制的實數(shù)形 式，得到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù)\。實施例讀入第1個歷元，將時間數(shù)據(jù)和衛(wèi)星編號轉(zhuǎn)換為十進制的格式。將觀測值 壓縮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進制格式，然后再與0.001相乘，變?yōu)閷崝?shù)形式。因為實施例壓縮時處理 過信號強度，相應(yīng)解壓時將信號強度部分轉(zhuǎn)化為十進制格式。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進行一階積分， 得到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù)X1 = Xtl+Δ&。實施例讀入第2個歷元，將記錄的歷元間隔轉(zhuǎn)換為十進制形式，并與前一個歷元 相加，得到當(dāng)前歷元的觀測時刻。若有“&”標識符，衛(wèi)星編號與前一個歷元相同。若有“ + ”、 “_”和“*”，讀取衛(wèi)星編號，并轉(zhuǎn)換為十進制格式。這樣就補全了時間信息和衛(wèi)星編號，完成 了“歷元/衛(wèi)星或事件標志”的解壓縮。然后將觀測值壓縮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)，然后再與 0. 001相乘，變?yōu)閷崝?shù)形式，最后進行一階積分，積分公式見表2的X1 = Xtl+Δ X1，從而得到 該歷元的原始觀測值。信號強度處理方式同第一個歷元。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進行二 階積分，得到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù)A = 2Z,-X0+VX2。實施例讀入第3個歷元，“歷元/衛(wèi)星或事件標志”的解壓縮方式同前一個歷 元。將觀測值壓縮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進制的實數(shù)，然后再進行二階積分，積分公式見表2的 4=2冬-4+7%2，從而得到該歷元的原始觀測值。信號強度處理方式同第1個歷元。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進行三階積分，得到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù) Χ _ι = 3凡_2-3K4 +。實施例讀入第四個及其以后的歷元，“歷元/衛(wèi)星或事件標志”的解壓縮方式同前 一個歷元。將觀測值壓縮數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為十進制的實數(shù)，然后再進行三階積分，積分公式見表2 的Α— ’從而得到該歷元的原始觀測值。信號強度處理方式同第一 個歷元。步驟2. 8，將步驟2. 3至步驟2. 7所得數(shù)據(jù)保存為Rinex標準格式的文本文件。圖3給出了一個實際壓縮的效果統(tǒng)計圖，其中Wuhn標識在武漢大學(xué)采集的靜態(tài)觀 測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采樣率為30秒；Feij標識在飛機上采集的動態(tài)觀測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采樣率為0. 1 秒；Shot標識在特高壓輸電線路下采集的一段時間觀測數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采樣率為1秒。比較文 件大小(單位MB)可見，采用本發(fā)明所提供技術(shù)方案，從源文件到壓縮文件的壓縮比率可以 達到80%左右。
權(quán)利要求
一種基于六十進制的GNSS觀測值壓縮方法，其特種在于，包括以下步驟步驟1.1，讀取GNSS標準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和天線高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為整數(shù)，再轉(zhuǎn)化為六十進制；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)化為六十進制；將首歷元的觀測值數(shù)據(jù)先轉(zhuǎn)化為整數(shù)并記為X0，再轉(zhuǎn)化為六十進制，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，即ΔX1＝X1 X0，并將差分結(jié)果轉(zhuǎn)化為六十進制，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，即并將差分結(jié)果轉(zhuǎn)化為六十進制，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Xn 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)Xn 2、Xn 3、Xn 4求三次差，即并將差分結(jié)果轉(zhuǎn)化為六十進制，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制的格式。FSA00000193516900011.tif,FSA00000193516900012.tif
2.一種基于六十進制的GNSS觀測值解壓縮方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟2. 1，調(diào)用通用壓縮軟件進行解壓，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和天線高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為十進制，再轉(zhuǎn)化為標準 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) 換為十進制的實數(shù)形式并記為AX1，然后與第1個歷元的觀測值數(shù)據(jù)Xtl進行一階積分，得 到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù)X1 = VAX1 ；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進行二階積 分，得到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù)A = 2X,-X0+ 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)換為十進制的實數(shù)并記為△▽凡，然后 與前三個歷元的觀測值數(shù)據(jù)Χη_2、Χη_3、Χη_4進行三階積分，得到該歷元原始的觀測值數(shù)據(jù)步驟2. 8，將步驟2. 3至步驟2. 7所得數(shù)據(jù)保存為Rinex標準格式的文本文件。
全文摘要
本發(fā)明屬于導(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觀測值中概略坐標和天線高信息的壓縮與解壓縮，基于六十進制的時間數(shù)據(jù)的壓縮與解壓縮，基于六十進制的衛(wèi)星編號的壓縮與解壓縮，基于六十進制和遞推差分算法的GNSS觀測值壓縮，基于六十進制和遞推積分算法的GNSS觀測值積分。
文檔編號G01S19/09GK101915929SQ201010227700
公開日2010年12月15日 申請日期2010年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者李英冰, 熊程波, 閆景仙 申請人:武漢大學(xué)