CN1948990B - 一种对gps定位信息进行压缩的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种对GPS定位信息进行压缩的方法，属于数据压缩领域。为了解决现有技术中GPS定位信息占用存储空间大，通信时费用较高的问题，本发明提供了一种对GPS定位信息进行压缩的方法，所述方法包括对GPS定位信息采样，将采样到的信息进行去冗余操作，去除冗余信息后的信息作为基准信息保存在存储器中，再次采样到的信息进行去冗余操作后，与基准信息进行减法运算，去除相邻信息的关联性，把得到的差值保存在存储器中。采用本发明所述方案可以减小GPS定位信息的存储空间，进而减小通信费用。

Description

一种对GPS定位信息进行压缩的方法
技术领域
本发明涉及数据压缩领域，特别涉及在GPS领域通过无线移动网络的短消息业务传输定位信息时，为降低通信中的数据流量，节省通信费用，减小数据占用的终端存储空间，而对GPS的定位信息进行压缩的技术。
背景技术
GPS是一种无源定位系统，因此基于GPS的车辆的导航和监控系统首先需要组建一个通信网作为移动终端和监控中心之间的信息通道，由于无线移动网络(GSM\GPRS、CDMA、3G)具有覆盖范围大、信号好、价格相对低廉等优点，因此利用无线移动网络来进行基于GPS的车辆导航和监控系统的数据通信比较流行。无线移动网络的短消息业务覆盖范围大，并且可以全国漫游，利用无线移动网络的短消息进行GPS领域的信息传输是一种经济、合理、有效的通信方式。使用它可充分发挥各系统业务服务的特点和资源优势，以最小投资和运营费用实现移动目标的导航、定位与监控。
但利用无线移动网络的短消息进行GPS领域的信息传输也存在一些不足，一条短消息传输的数据量很小，然而利用短消息通信的费用却很高。比如一条短消息可以传送160字节，而一条GPS定位信息占88字节，因此一条短消息只能传一条定位信息，通信费用就变得比较高。
其次，为了实现自导航，在GPS定位与导航系统中必须储存大量的GPS定位信息。嵌入式GPS车载系统一般体积较小，无存储量大的硬盘等设备，系统程序和应用程序般存放在FLASH或ROM中。由于FLASH或ROM等存储介质的价格相对台式机上广泛使用的硬盘、光盘等来说是非常昂贵的，因此，需要对GPS定位信息进行压缩。
发明内容
本发明为了降低在GPS车辆的导航和定位监控系统中的通信费用和减小定位信息占用的终端存储空间，提供了一种对GPS定位信息进行压缩的方法。所述技术方案如下：
一种对GPS定位信息进行压缩的方法，设定采样次数的预设值，并执行以下步骤：
步骤A：对GPS定位信息进行首次采样，将所述首次采样到的信息进行去冗余操作；
步骤B：将去除冗余信息后的GPS定位信息作为基准信息保存在存储器中；
步骤C：接着进行再次采样，将再次采样到的信息进行去冗余操作；
步骤D：对再次去除冗余信息后的GPS定位信息与基准信息或上一条相邻的采样信息进行减法运算，把得到的差值保存在存储器中；
步骤E：判断当前采样次数是否未达到预设值，如果是，执行步骤C；否则，执行步骤A。
所述设定采样次数的预设值是根据系统精度和传输信息的通道进行设定的。
所述步骤A中的去冗余操作具体为提取GPS定位信息中的经纬度、日期、时间、速度、方向信息，并变换成自定义格式。
所述步骤D具体包括：
步骤D1：对再次去除冗余信息后的GPS定位信息与基准信息或上一条相邻的采样信息中的经纬度进行减法运算，保存差值；
步骤D2：对再次去除冗余信息后的GPS定位信息与基准信息或上一条相邻的采样信息中的时间进行减法运算，保存差值，其余信息不变。
所述方法还包括对存储的GPS定位信息进行解压缩的步骤，具体步骤如下：
步骤F：找到基准信息，读取信息中的经纬度、日期、时间、速度、方向信息；
步骤G：根据保存的差值，计算出本条GPS定位信息的原数据；
步骤H：加入冗余信息，还原成采样时的GPS定位信息。
本发明的技术方案带来的有益效果是：
通过对GPS定位信息进行去冗余操作和去除关联性操作，可以减小GPS定位信息的存储空间，进而减小通信费用。
附图说明
图1是本发明提供的对GPS定位信息进行压缩的方法流程图；
图2是本发明提供的对GPS定位信息进行解压缩的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
移动终端对定位信息进行压缩，将压缩后的数据存于终端的存储器中，在监控中心需要定位信息的时候，只把需要的那一部分压缩后的定位信息上传。
对GPS定位信息进行压缩的方法：GPS定位信息中存在一些冗余信息，首先去除这些冗余信息。其次，连续两条GPS信息之间的关联性很大，去除这些关联性，只存储两条GPS信息的差值，这样可以进一步进行压缩。
参见图1，提供了一种对GPS定位信息进行压缩的方法，该方法具体步骤如下：
步骤101：对GPS定位信息进行首次采样，将所述首次采样到的信息进行去冗余操作；即把需要的信息如经纬度、日期、时间、速度、方向信息读出，并变换成自定义的格式。
GPS厂商都遵循美国国家海洋电子协会(National Marine Electronics Association)制定的NMEA-0183V20通信标准格式，提取和移动终端约定，终端只给中心发送RMC数据，RMC数据包括了时间、经度、纬度、高度、系统状况、速度、时间日期等，RMC数据格式如下：
例：$GPRMC，130304.0，A，4717.115，N，00833.912，E，000.04，205.5，200601，01.3，W*7C<CR><LF>，这些数据的格式说明如表1：
    域     描述
    $     数据设置开始标识符
    GP     GPS信息
    RMC     数据设置标识符
    130304.0     UTC时间：13时03分04秒
    A     数据设置性质：A代表有效V代表    无效
    4717.115     纬度47度17.115分
    N     北纬
    域     描述
    00833.912     经度8度33.912分
    E     东经
    000.04     速度：0.04节
    205.5     方向：205.5度
    200601     日期：2001年6月20日
    01.3     磁偏角：1.3度
    W     磁偏角方向西
    *     校验和的隔离符号
    7C     校验整个数据设置的检验和
    <CR><LF>     数据设置结束标志
表1
其中每条GPS信息都有”$GPRMC，A，N，E，W，*，7C，<CR><LF>”等冗余信息，可以去除掉。
步骤102；将去除冗余信息后的GPS定位信息作为基准信息保存在存储器中。
步骤103：接着进行再次采样，将再次采样到的信息进行去冗余操作，具体去冗余操作同上。
步骤104：对再次去除冗余信息后的GPS定位信息与基准信息或上一条相邻的采样信息进行减法运算，把得到的差值保存在存储器中相应的位置；
因为连续两条GPS信息之间的关联性很大，去除这些关联性，只存储两条GPS定位信息的差值，这样可以进一步进行压缩。这里进行差值运算可以选择本条采样信息与基准信息进行差值或者选择本条采样信息与相邻的上一条采样信息进行差值运算，为了使误差更小或者更有利于减小存储空间和传送信息时的条数，优选后一种差值运算，即选择本条采样信息与相邻的上一条采样信息进行差值运算。
嵌入式GPS车载系统每隔几秒从GPS模块中采样一次GPS信息，现在假设一种最大的情况，假设每隔10秒采样一次，车速为150km/h，10秒内车辆移动了417m，这个位移对经纬度的影响小于0.01度。因此连续采样的两条GPS信息的空间关联性和时间关联性都很大(位置之差小于0.01度，时间之差小于10秒)，去除这些关联性，只存储两条GPS信息空间和时间的差值，存储差值只需要很小的空间，这样可以进一步进行压缩。
利用如下方法进行压缩并存储：
经纬度：以基准信息或上一条相邻GPS信息的经纬度为基准，相临两条GPS信息的经纬度之间分别进行减法运算，保存差值，差值可正可负。
速度、方向：不进行处理。
日期：只在基准GPS信息中保存一次，其它非基准GPS信息中不保存此信息。
时间：由于车载系统的定位信息的采样是以秒为单位的，所以毫秒量级的数据对本系统根本无用，是冗余信息，将其去除后只以时、分、秒表示即可。以基准信息或上一条相邻GPS定位信息的时间为基准，相临两条GPS信息的时间分别进行减法运算，保存差值，差值可正可负。
步骤105：判断当前采样次数是否未达到预设值M，如果是，执行步骤103；否则，执行步骤106。
步骤106：重复本方法或将压缩后的数据发送给监控中心。
这里的预设值M可以为10，20，……，等任一数字。预设值是根据系统精度和传输信息的通道进行设定的。
因为如果全部做差值，会有误差积累，为了减小误差，每M条GPS定位信息，存入一条完整的未作差值的GPS信息，以此作为下面一段时间内采样信息的基准信息，这样就可以避免误差积累。
当监控中心需要某一条或某一段时间的定位信息时，终端将压缩后的信息传送给监控中心，监控中心将对压缩后的定位信息进行解压缩处理，参见图2，具体解压缩步骤如下：
步骤201：找到做基准的GPS信息，读取经纬度、日期、时间、速度、方向信息。
步骤202：根据存储的差值及基准信息，计算出本条GPS信息的详细数据。
步骤203：加入冗余信息，还原成原始的GPS信息。
以上所述的实施例，只是本发明较优选的具体实施方式的一种，本领域的技术人员在本发明技术方案范围内进行的通常变化和替换都应包含在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种对GPS定位信息进行压缩的方法，其特征在于，设定采样次数的预设值，并执行以下步骤：
步骤A：对GPS定位信息进行首次采样，将所述首次采样到的信息进行去冗余操作；
步骤B：将去除冗余信息后的GPS定位信息作为基准信息保存在存储器中；
步骤C：接着进行再次采样，将再次采样到的信息进行去冗余操作；
步骤D：对再次去除冗余信息后的GPS定位信息与基准信息或上一条相邻的采样信息进行减法运算，把得到的差值保存在存储器中；
步骤E：判断当前采样次数是否未达到预设值，如果是，执行步骤C；否则，执行步骤A。
2.如权利要求1所述的对GPS定位信息进行压缩的方法，其特征在于，所述设定采样次数的预设值是根据系统精度和传输信息的通道进行设定的。
3.如权利要求1所述的对GPS定位信息进行压缩的方法，其特征在于，所述步骤A中的去冗余操作具体为提取GPS定位信息中的经纬度、日期、时间、速度、方向信息，并变换成自定义格式。
4.如权利要求1所述的对GPS定位信息进行压缩的方法，其特征在于，所述步骤D具体包括：
步骤D1：对再次去除冗余信息后的GPS定位信息与基准信息或上一条相邻的采样信息中的经纬度进行减法运算，保存差值；
步骤D2：对再次去除冗余信息后的GPS定位信息与基准信息或上一条相邻的采样信息中的时间进行减法运算，保存差值，其余信息不变。
5.如权利要求1所述的对GPS定位信息进行压缩的方法，其特征在于，所述方法还包括对存储的GPS定位信息进行解压缩的步骤，具体步骤如下：
步骤F：找到基准信息，读取信息中的经纬度、日期、时间、速度、方向信息；
步骤G：根据保存的差值，计算出本条GPS定位信息的原数据；
步骤H：加入冗余信息，还原成采样时的GPS定位信息。
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