CN116193156A - 航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法、装置和系统 - Google Patents

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CN116193156A CN202211734646.3A CN202211734646A CN116193156A CN 116193156 A CN116193156 A CN 116193156A CN 202211734646 A CN202211734646 A CN 202211734646A CN 116193156 A CN116193156 A CN 116193156A
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Abstract

本申请提供一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法、装置和系统，该方法包括：获取遥测飞行设备发送的原始数据集；根据所述原始数据集中各原始数据的物理含义将所述原始数据集划分为至少一个原始数据子集；基于预设编码方法对任一所述原始数据子集进行编码，得到编码结果；对所述编码结果进行压缩编码后，发送至数据接收方。本申请解决了航天遥测码流在地面传输过程中带宽利用率低，传输速度及效率低的问题。

Description

航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法、装置和系统
技术领域
本申请涉及数据传输技术领域，具体涉及一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法、装置和系统。
背景技术
航空航天遥测系统可分为飞行器遥测设备和地面遥测设备，在航空航天遥测系统中需要利用遥测技术将飞行器遥测设备的各种工程参量，包括位置、速度、加速度、发动机工况、火箭上的音视频信号等，通过天基以及地基链路，采用有线电以及无线电通道结合的方式，发送到地面测控站。遥测数据经过地面测控站后，通过网络作为主要传输链路，发送到数据中心或者是发射任务承接方进行处理。
目前地面测控站在接收到遥测数据后，会把原始遥测数据按照原始全帧的方式，以网络单播或组播的方式发送给接收方，这样极大降低了传输链路的带宽利用率，并且降低了传输效率。
发明内容
本申请提供一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法、装置和系统，用以解决现在航天遥测码流在地面传输过程中带宽利用率低，传输速度及效率低的问题。
第一方面，本申请提供一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法，该方法包括：
获取遥测飞行设备发送的原始数据集；
根据所述原始数据集中各原始数据的物理含义将所述原始数据集划分为至少一个原始数据子集；
基于预设编码方法对任一所述原始数据子集进行编码，得到编码结果；
对所述编码结果进行压缩编码后，发送至数据接收方。
可选的，所述基于预设编码方法对任一所述原始数据子集进行编码，得到编码结果之前，还包括：
对任一所述原始数据子集进行分组，并按照预设方式进行预处理，得到任一原始数据子集对应的分组原始数据。
可选的，基于线性预测编码方法对所述任一原始数据子集对应的分组原始数据进行预测编码，得到所述分组原始数据对应的预测系数集及预测误差集，包括：
基于所述预测分组原始数据与所述真实分组原始数据之间均方误差最小的原则，确定所述预测系数集；
基于预测编码原理公式及所述预测系数集确定所述预测误差集。
可选的，所述预测编码原理公式如下所示：
Figure BDA0004031987070000021
其中，所述s(k)为第k组真实分组原始数据，所述s(k-i)为第k-i组真实分组原始数据，所述ai为预测系数，所述P为所述预测系数的个数，所述e(k)为预测误差，所述
Figure BDA0004031987070000022
为所述预测分组原始数据。
可选的，所述基于以下预测编码原理公式进行预测编码，包括：
基于所述预测分组原始数据与所述真实分组原始数据之间均方误差最小的原则，确定所述预测系数集；
基于所述预测编码原理公式及所述预测系数集确定所述预测误差集。
可选的，所述对所述编码结果进行压缩编码后，发送至数据接收方，包括：
基于霍夫曼编码方法对所述预测误差集进行压缩编码，并将编码后的预测误差集、所述预测系数集以及预先设定的基本分组原始数据发送至数据接收方。
可选的，基于预测编码原理公式及所述预测系数集确定所述预测误差集之后，还包括：
通过依次比较各预测误差集中各字节的方式，确定各原始数据子集对应的预测误差集是否相同；
若存在不同的原始数据子集对应的预测误差集相同，则对所述预测误差集相同的至少两个原始数据子集进行标注，并将所述相同的预测误差集进行合并。
第二方面，本申请提供一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码系统，包括：数据发送方和数据接收方；
所述数据发送方，用于获取遥测飞行设备发送的原始数据集；根据所述原始数据集中各原始数据的物理含义将所述原始数据集划分为至少一个原始数据子集；对任一所述原始数据子集进行分组，并按照预设方式进行预处理，得到任一原始数据子集对应的分组原始数据；基于线性预测编码方法对所述任一原始数据子集对应的分组原始数据进行预测编码，得到所述分组原始数据对应的预测系数集及预测误差集；基于霍夫曼编码方法对所述预测误差集进行霍夫曼编码，并将编码后的预测误差集、所述预测系数集以及预先设定的基本分组原始数据发送至数据接收方；
所述数据接收方，用于接收所述数据发送方发送的编码后的预测误差集、所述预测系数集以及所述预先设定的基本分组原始数据；对所述预测误差集进行霍夫曼解码；基于解码后的预测误差集、所述预测系数集以及所述预先设定的基本分组原始数据，通过线性预测解码方法得到所述分组原始数据；对所述分组原始数据按照所述预设方式进行处理并合并，得到所述原始数据子集。
第三方面，本申请提供一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码装置，该装置包括：
获取模块，用于获取遥测飞行设备发送的原始数据集；
划分模块，用于根据所述原始数据集中各原始数据的物理含义将所述原始数据集划分为至少一个原始数据子集；
编码模块，用于基于预设编码方法对任一所述原始数据子集进行编码，得到编码结果；
数据发送模块，用于对所述编码结果进行压缩编码后，发送至数据接收方。
第四方面，本申请提供一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码设备，包括：至少一个处理器和至少一个存储器；
其中，所述存储器存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器执行时，使得所述处理器执行下列过程：
获取遥测飞行设备发送的原始数据集；
根据所述原始数据集中各原始数据的物理含义将所述原始数据集划分为至少一个原始数据子集；
基于预设编码方法对任一所述原始数据子集进行编码，得到编码结果；
对所述编码结果进行压缩编码后，发送至数据接收方。
第五方面，本申请还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面所述方法的步骤。
第六方面，本申请还提供一种提供计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被电子设备执行时，使所述电子设备执行上述任意一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法。
另外，第二方面至第六方面中任一种实现方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同实现方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
利用本发明提供的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码和系统，具有以下有益效果：
本申请提供的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法，通过对原始数据子集进行预测编码的方式能够大大降低数据传输过程中的数据量，之后再对编码结果进行压缩编码的方式进一步降低传输数据量。并且通过该种方式数据接收方能够准确的解码原始数据，大大增加了遥测数据传输过程中的带宽利用率，加快了传输速率和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法示意图；
图2为本申请实施例提供的一帧原始数据的格式示意图；
图3为本申请实施例提供的全帧原始数据中部分副帧的格式示意图；
图4为本申请实施例提供的一种飞行器一级发动机1推力室横向振动传感器在预设时刻采集到的振动数值示意图；
图5为本申请实施例提供的预选时刻对应的原始数据示意图；
图6为本申请实施例提供的一种线性预测编码过程示意图；
图7为本申请实施例提供的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码系统结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码装置的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本发明实施例描述的应用场景是为了更加清楚的说明本发明实施例的技术方案，并不构成对于本发明实施例提供的技术方案的限定，本领域普通技术人员可知，随着新应用场景的出现，本发明实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。其中，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在航空航天遥测系统中需要利用遥测技术将飞行器遥测设备的各种工程参量，包括位置、速度、加速度、发动机工况、火箭上的音视频信号等，通过天基以及地基链路，采用有线电以及无线电通道结合的方式，发送到地面测控站。遥测数据经过地面测控站后，通过网络作为主要传输链路，发送到数据中心或者是发射任务承接方进行处理。目前地面测控站在接收到遥测数据后，会把原始遥测数据按照原始全帧的方式，以网络单播或组播的方式发送给数据接收方。
本发明人对现有技术进行分析后发现，在现有技术中，将原始遥测数据按照原始全帧的方式发送给遥测数据接收方，会大大降低传输链路的带宽利用率，大大降低遥测数据传输效率。因此本申请人考虑到在接收到遥测数据后，将遥测数据进行分组、预测编码以及压缩编码后，再发送给数据接收方，这样能够大大降低遥测数据的数据量，提高传输链路的带宽利用率以及遥测数据的传输效率。
如图1所示，为本申请实施例提供的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法，包括：
步骤S101，获取遥测飞行设备发送的原始数据集；
本申请实施例中的原始数据集即飞行器遥测设备采集到的所有数据，包括飞行器遥测设备的位置、速度、加速度、发动机工况以及音视频数据等，飞行器遥测设备将上述遥测数据发送至地面测控站后，再由地面测控站发送至数据中心或航天发射任务承接方等。需要说明的是，本申请实施例中的数据发送方包括但不限于为地面测控站，数据接收方包括但不限于为数据中心或航天发射任务承接方等。
如图2所示为遥测飞行设备发送的原始数据集中一帧原始数据的格式说明，一个全帧原始数据的第一列为8位时码，最后一列为子帧同步码或副帧同步码，其余列分别为各个子帧，每个子帧中包含64个字节的数据。一个全帧数据的每一横行表示一个副帧，每一副帧包含240个字节的数据；其中，每一副帧中各个字节对应数据代表的物理意义，由本领域技术人员，例如航天发射任务的承接方进行设定，在此不做限定。
如图3所示为一个全帧原始数据中部分副帧的格式样例说明，图3代表飞行器遥测设备在一次航天任务的飞行阶段采集到的部分数据。W3和W9对应的数据为飞行器一级发动机1推力室横向振动传感器采集到的振动数值，代号分别为S5000-1-1和S5000-1-2。
步骤S102，根据原始数据集中各原始数据的物理含义将原始数据集划分为至少一个原始数据子集；
需要说明的是，遥测数据的组成中，通常一个或多个子帧对应的字节数据为具有相同物理含义的数值，不同物理含义的数据通常不具备相关性，因此本申请实施例在进行数据分组压缩编码时，对一个全帧中具备相同物理含义的数据单独进行分组压缩编码。也即每一个原始数据子集中原始数据代表的物理含义相同，不同原始数据子集中原始数据代表的物理含义不同。需要说明的是，通常一个或多个子帧对应的数据组成一个具有相同物理含义的原始数据子集。
由图2所示，一个全帧中任一子帧包含64位字节数据，因此数据发送方需要将全帧原始数据缓存后，再依据各子帧代表的物理含义将全帧原始数据进行划分为至少一个原始数据子集。如图4所示，为飞行器一级发动机1推力室横向振动传感器在预设时刻采集到的振动数值，图4中共包含248879个采样点，采样频率为16kHz。如图5所示为在1/16秒的原始数据中提取出的连续1000个采样点的数值，观察图5可知，在较短的时间(如1/16秒内)，采集到的原始数据呈现有规律性的振动变化，其波形的幅值比较稳定，采样点之间存在相关性，可以用过去的采样点值预测现在或未来的采样点值，即一部分振动数据能够用过去多个振动数据或者他们的线性组合来表示。以此来对原始数据进行编码，能够大大降低原始数据的数据量，增加传输链路的带宽利用率，提高传输效率。
步骤S103，基于预设编码方法对任一所述原始数据子集进行编码，得到编码结果；
本申请实施例中，在对原始数据子集进行编码之前，可以但不限于对原始数据子集进行分组，这样可以有效增加编码效率，方便后续进行预测编码。其中，对原始数据子集进行分组后，按照预设方式进行预处理，得到任一原始数据子集对应的分组原始数据。
在对原始数据子集分组的过程中，每个分组内包含的数据可以但不限于根据原始数据子集中的数据量、航天发射任务量等来进行确定，具体由本领域技术人员根据实际情况进行设置，在此不做限定。本申请实施例中可以但不限于设置每组中的数据量为1000。
对数据进行分组后，为了防止分组原始数据在编码过程中造成谱失真，需要按照预设方式对分组原始数据进行预处理。具体的，上述预处理可以为在每个分组原始数据的头部增加预设个采样值，这个值由数据编码方和数据解码方事先约定，作为一种可选的实施方式，可以采用编码过程中滤波器阶数对应的数值。具体的，第一个分组原始数据头部增加的值都是0，从第二个分组原始数据开始头部增加的预设个采样值为上一分组原始数据尾部的预设个采样数据。由于一个原始数据子集中的数据值不能平均分配给所有的分组，例如图4中包含248879个采样值，每个分组原始数据中包含1000个数值，每个分组原始数据头部增加12个采样值，则248879个数值可以分为252组(248879/(1000-12)≈251.902，取整后为252)，因此最后一个分组原数数据的数据量少于1000，本申请实施例采用最后一个分组数据尾部用0补齐数据量的方式。
在对任一原始数据子集进行分组并按照预设方式进行预处理后，对任一原数分组数据对应的分组原始数据进行编码。由于原始数据之间呈现有规律的振动变化，如图5所示的采样数据，横坐标表示采样点的数量，纵坐标表示各个采样点对应的振动数据，一部分振动数据能够用过去多个振动数据或者他们的线性组合来表示。因此可以但不限于采用线性预测编码的方式对分组原始数据进行预测编码。
其中，线性预测编码中预测编码原理公式，也即分组原始数据的预测原理公式如公式(1)所示：
Figure BDA0004031987070000071
其中，所述s(k)为第k组真实分组原始数据，所述s(k-i)为第k-i组真实分组原始数据，所述ai为预测系数，所述P为所述预测系数的个数，所述e(k)为预测误差，所述
Figure BDA0004031987070000072
为所述预测分组原始数据。需要说明的是，在线性预测编码中，需要通过多阶滤波器来实现分组原始数据的编码，因此P在本申请实施例中表示滤波器阶数，在实际应用过程中中，滤波器的阶数由本领域技术人员设定，本申请实施例可以但不限于设置滤波器阶数为12。ai表示对应各阶滤波器的系数。e(k)为预测误差，也即预测分组原始信号和真实分组原始信号之间的残差。由上述公式可知，同一原始数据子集对应的各分组原始数据中存在公式(1)左侧等号两边对应的关系，而真实分组原始数据和预测分组原始数据之间的关系又可以通过预测误差来确定。由于线性预测编码的目标是使e(k)的信息熵最小，因此本申请实施例采用的方法是求得ai，使预测分组原始数据与所述真实分组原始数据之间均方误差最小。其中均方误差如公式(2)所示：
Figure BDA0004031987070000073
其中，使e(k)的信息熵最小也即令均方误差对ai的偏导数为0，如公式(3)所示：
Figure BDA0004031987070000074
根据公式(2)以及公式(3)求得ai，也即预测系数，由于第k组分组原始数据是由前p组分组原始数据的线性表示，ai中也包含p个预测系数。需要说明的是，通过公式(2)以及公式(3)能够得到p+1个系数，本申请实施例取后p个系数组成参数ai。
得到预测系数后，则可以根据公式(1)所示通过各分组原始数据以及预测系数，得到预测误差e(k)。这样在进行数据传输时，就可以仅传输预测误差、预测系数以及预先设定的基本分组原始数据，从而大大降低数据的传输量。
需要说明的是，由于任一原始数据子集对应了多组分组原始数据，在进行编码时需要依次对各分组原始数据进行编码，因此任一原始数据子集对应了多组预测系数和多个预测误差，本申请实施中将任一原始数据子集对应的多组预测系数称为该原始数据子集对应的预测系数集，将该原始数据子集对应的多个预测误差称为该原始数据子集对应的预测误差集。
线性预测编码中，通过在多个分组中，使现在或未来的数据的估计值与采样值之间达到最小的方式，得到可以线性组合的特性参数，可以准确地描述出现在或未来的数据与过去的数据之间的关系，并且这样的数据量远远小于原始数据本身。但是由于线性预测编码过程中需要过去的数据，因此在进行数据传输时，需要预先设定基本分组原始数据，以使数据接收方能够根据预测误差集、预测系数集以及预先设定的基本分组原始数据进行解码。预先设定的基本分组原始数据可以由本领域技术人员根据实际情况设定，在此不做赘述。
如图6所示为本申请实施例提供的一种线性预测编码方法，本申请实施例取分组后的某一个分组原始数据进行线性预测编码算法验证，具体的，本次实验取第8个分组原始数据进行编码比对，滤波器阶数设置为12。图6为线性预测编码的结果示意图。其中lpc表示线性预测编码(Linear Predictive Coding)。图6(A)上部分对应的图为原始数据，图6(B)上部分对应的图为通过过去的原始数据及对应的预测参数进行线性组合得到的数据，图6(A)中下部分对应的图为残余信号，也即预测误差，图6(B)中下部分对应的图为数据接收方解码得到的数据，对于1000个原始数据，每个原始数据是16位的整型，如果不进行编码传输，则占用的数据流为2000字节，而经过线性预测编码后，若滤波器阶数为12阶，则预测系数为12个浮点数，形成的数字编码长度为96个字节。可以看出，线性预测编码是一种很好的无损编码方法，并且能很大程度降低数据传输量。
步骤S104，对编码结果进行压缩编码后，发送至数据接收方。
为能够进一步降低原始数据传输量，在对原始数据子集进行线性预测编码得到预测编码结果后，基于霍夫曼编码方法对预测误差集进行压缩编码，并将编码后的预测误差集、预测系数集以及预先设定的基本分组原始数据发送至数据接收方。作为一种可选的实施方式，霍夫曼数即r码本大小为702，每个r码的码长为12位，占用数据流为702*12/8＝1053个字节。而通过霍夫曼压缩编码，对预测误差进行编码后得到的码流长度为6750/8＝843.75B≈844B，即原来一帧2048字节的数据，经过编码后数据量为1053+844＝1897字节，经过编码后的数据的压缩率为1897/2000*100％＝93.95％。
作为一种可选的实施方式，为了能够进一步的降低数据传输量，本申请实施例还可以通过依次判断各原始数据子集对应的预测误差集是否相同；若存在不同的原始数据子集对应的预测误差集相同，则对预测误差集相同的至少两个原始数据子集进行标注，并将相同的预测误差集进行合并，其中，通过依次比较所述各预测误差集中各字节的方式确定各原始数据子集对应的预测误差集是否相同。将相同的预测误差集进行合并以后，则多个原始数据子集只需传输一个预测误差集，能够大大减少传输的数据量。例如若3帧原始数据能够共用一个预测误差集，则编码后的数据压缩率为(1053+900*3)/2000*3＝62.55％左右。
本申请实施例提供的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法，通过对原始数据子集进行线性预测编码的方式能够大大降低数据传输过程中的数据量，之后再对预测误差集进行压缩编码的方式进一步降低传输数据量。并且通过该种方式数据接收方能够准确的解码原始数据，大大增加了遥测数据传输过程中的带宽利用率，加快了传输速率和效率。
如图7所示，本申请实施例提供一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码系统框架示意图，用于实现本申请提供的航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法，包括：数据发送方10、数据接收方20；
数据发送方10，用于获取遥测飞行设备发送的原始数据集；根据原始数据集中各原始数据的物理含义将所述原始数据集划分为至少一个原始数据子集；对任一原始数据子集进行分组，并按照预设方式进行预处理，得到任一原始数据子集对应的分组原始数据；基于线性预测编码方法对任一原始数据子集对应的分组原始数据进行预测编码，得到分组原始数据对应的预测系数集及预测误差集；基于霍夫曼编码方法对预测误差集进行霍夫曼编码，并将编码后的预测误差集、预测系数集以及预先设定的基本分组原始数据发送至数据接收方；
数据接收方20，用于接收数据发送方发送的编码后的预测误差集、预测系数集以及预先设定的基本分组原始数据；对预测误差集进行霍夫曼解码；基于解码后的预测误差集、预测系数集以及预先设定的基本分组原始数据，通过线性预测解码方法得到分组原始数据；对分组原始数据按照所述预设方式进行处理并合并，得到原始数据子集。
以上对本发明实施例中一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法及系统进行说明，以下对执行航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法的装置进行说明。
请参阅图8本发明实施例提供的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码装置，包括：
获取模块801，用于获取遥测飞行设备发送的原始数据集；
划分模块802，用于根据原始数据集中各原始数据的物理含义将原始数据集划分为至少一个原始数据子集；
编码模块803，用于基于预设编码方法对任一原始数据子集进行编码，得到编码结果；
数据发送模块804，用于对编码结果进行压缩编码后，发送至数据接收方。
可选的，该装置还可以包括：分组模块805，用于对任一所述原始数据子集进行分组，并按照预设方式进行预处理，得到任一原始数据子集对应的分组原始数据。
可选的，编码模块803，具体用于：
基于线性预测编码方法对所述任一原始数据子集对应的分组原始数据进行预测编码，得到所述分组原始数据对应的预测系数集及预测误差集，其中，所述预测误差集为预测分组原始数据与真实分组原始数据之间的残差集。
可选的，编码模块803，具体用于：
基于所述预测分组原始数据与所述真实分组原始数据之间均方误差最小的原则，确定所述预测系数集；
基于预测编码原理公式及所述预测系数集确定所述预测误差集。
可选的，预测编码原理公式如下所示：
Figure BDA0004031987070000101
其中，所述s(k)为第k组真实分组原始数据，所述s(k-i)为第k-i组真实分组原始数据，所述ai为预测系数，所述P为所述预测系数的个数，所述e(k)为预测误差，所述
Figure BDA0004031987070000102
为所述预测分组原始数据。
可选的，数据发送模块804，具体用于：
基于霍夫曼编码方法对所述预测误差集进行压缩编码，并将编码后的预测误差集、所述预测系数集以及预先设定的基本分组原始数据发送至数据接收方。
可选的，该装置还可以进一步包括合并模块806，用于：
通过依次比较各预测误差集中各字节的方式，确定各原始数据子集对应的预测误差集是否相同；
若存在不同的原始数据子集对应的预测误差集相同，则对所述预测误差集相同的至少两个原始数据子集进行标注，并将所述相同的预测误差集进行合并。
上面从模块化功能实体的角度对本申请实施例中的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码装置进行了描述，下面从硬件处理的角度对本申请实施例中的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码设备进行描述。
请参阅图9，本申请实施例中一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码设备，至少一个处理器901和至少一个存储器902，以及总线系统909；
其中，所述存储器存储有程序代码，当所述程序代码被所述处理器执行时，使得所述处理器执行下列过程：
获取遥测飞行设备发送的原始数据集；
根据所述原始数据集中各原始数据的物理含义将所述原始数据集划分为至少一个原始数据子集；
基于预设编码方法对任一所述原始数据子集进行编码，得到编码结果；
对所述编码结果进行压缩编码后，发送至数据接收方。
图9是本申请实施例提供的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码设备示意图，该设备900可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上处理器(英文全称：central processing units，英文简称：CPU)901(例如，一个或一个以上处理器)和存储器902，一个或一个以上存储应用程序904或数据905的存储介质903(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器902和存储介质903可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质903的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对信息处理装置中的一系列指令操作。更进一步地，处理器901可以设置为与存储介质903通信，在设备900上执行存储介质903中的一系列指令操作。
设备900还可以包括一个或一个以上有线或无线网络接口907，一个或一个以上输入输出接口908，和/或，一个或一个以上操作系统906，例如Windows Server，Mac OS X，Unix，Linux，FreeBSD等。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例提供的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被电子设备执行时，使所述电子设备执行上述实施例提供的一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。
所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solid state disk，SSD))等。
以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本申请中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法，其特征在于，包括：
获取遥测飞行设备发送的原始数据集；
根据所述原始数据集中各原始数据的物理含义将所述原始数据集划分为至少一个原始数据子集；
基于预设编码方法对任一所述原始数据子集进行编码，得到编码结果；
对所述编码结果进行压缩编码后，发送至数据接收方。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预设编码方法对任一所述原始数据子集进行编码，得到编码结果之前，还包括：
对任一所述原始数据子集进行分组，并按照预设方式进行预处理，得到任一原始数据子集对应的分组原始数据。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于预设编码方法对任一所述原始数据子集进行编码，得到编码结果，包括：
基于线性预测编码方法对所述任一原始数据子集对应的分组原始数据进行预测编码，得到所述分组原始数据对应的预测系数集及预测误差集，其中，所述预测误差集为预测分组原始数据与真实分组原始数据之间的残差集。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的基于线性预测编码方法对所述任一原始数据子集对应的分组原始数据进行预测编码，得到所述分组原始数据对应的预测系数集及预测误差集，包括：
基于所述预测分组原始数据与所述真实分组原始数据之间均方误差最小的原则，确定所述预测系数集；
基于预测编码原理公式及所述预测系数集确定所述预测误差集。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预测编码原理公式如下所示：
Figure FDA0004031987060000011
其中，所述s(k)为第k组真实分组原始数据，所述s(k-i)为第k-i组真实分组原始数据，所述ai为预测系数，所述P为所述预测系数的个数，所述e(k)为预测误差，所述
Figure FDA0004031987060000012
为所述预测分组原始数据。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述编码结果进行压缩编码后，发送至数据接收方，包括：
基于霍夫曼编码方法对所述预测误差集进行压缩编码，并将编码后的预测误差集、所述预测系数集以及预先设定的基本分组原始数据发送至数据接收方。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于预测编码原理公式及所述预测系数集确定所述预测误差集之后，还包括：
通过依次比较各预测误差集中各字节的方式，确定各原始数据子集对应的预测误差集是否相同；
若存在不同的原始数据子集对应的预测误差集相同，则对所述预测误差集相同的至少两个原始数据子集进行标注，并将所述相同的预测误差集进行合并。
8.一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码系统，其特征在于，包括：数据发送方和数据接收方；
所述数据发送方，用于获取遥测飞行设备发送的原始数据集；根据所述原始数据集中各原始数据的物理含义将所述原始数据集划分为至少一个原始数据子集；对任一所述原始数据子集进行分组，并按照预设方式进行预处理，得到任一原始数据子集对应的分组原始数据；基于线性预测编码方法对所述任一原始数据子集对应的分组原始数据进行预测编码，得到所述分组原始数据对应的预测系数集及预测误差集；基于霍夫曼编码方法对所述预测误差集进行霍夫曼编码，并将编码后的预测误差集、所述预测系数集以及预先设定的基本分组原始数据发送至数据接收方；
所述数据接收方，用于接收所述数据发送方发送的编码后的预测误差集、所述预测系数集以及所述预先设定的基本分组原始数据；对所述预测误差集进行霍夫曼解码；基于解码后的预测误差集、所述预测系数集以及所述预先设定的基本分组原始数据，通过线性预测解码方法得到所述分组原始数据；对所述分组原始数据按照所述预设方式进行处理并合并，得到所述原始数据子集。
9.一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码装置，其特征在于，该装置包括：
获取模块，用于获取遥测飞行设备发送的原始数据集；
划分模块，用于根据所述原始数据集中各原始数据的物理含义将所述原始数据集划分为至少一个原始数据子集；
编码模块，用于基于预设编码方法对任一所述原始数据子集进行编码，得到编码结果；
数据发送模块，用于对所述编码结果进行压缩编码后，发送至数据接收方。
10.一种航天遥测码流地面传输分组压缩编码设备，其特征在于，包括：处理器和存储器，其中，所述存储器用于存储程序；
所述处理器用于执行所述存储器中的程序，使得计算机执行如权利要求1至7中任一项所述的航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法。
11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括计算机程序指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1至7中任一项所述的航天遥测码流地面传输分组压缩编码方法。
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