基于北斗卫星的气象数据编码传输方法及系统

本发明涉及无线电编码传输，具体涉及基于北斗卫星的气象数据编码传输方法及系统。

背景技术：

1、气象信息对人类的生产生活至关重要，能够帮助人们了解自然环境和天气变化规律，为社会各个领域的发展决策提供重要参考依据。北斗卫星是一种全球卫星导航系统，能够在全球范围内全天候为用户提供高覆盖率和高可靠性的通信服务，且支持实时数据传输，能够将气象观测站的气象数据快速且准确地传输。

2、在使用北斗卫星进行气象数据传输时，通常会将气象数据分包处理后，采用无损数据压缩算法lzw（lempel-ziv-welch）对气象数据进行编码压缩和加密以传输，然后使用发送端与接收端共用的基础编码字典，对接收的压缩气象数据进行解码分析，但气象数据会可能实时变化，共享基础编码字典可能存在通用性受限或实施性较差，从而导致解码延迟或失败；故通常选择将压缩后的气象数据和用于编码的编码字典同步打包发送至接收端，以便后续解码分析；但这样会增大传输数据量，从而提高了传输压力及成本，同时增加了数据丢失风险。

技术实现思路

1、为了解决现有技术对气象数据进行编码传输时传输压力及风险高的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法及系统，所采用的技术方案具体如下：

2、本发明提出一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法，所述方法包括：

3、获取接收端的所有历史气象压缩数据及对应所有历史编码字典，并获取传输端待传输的当前气象压缩数据及对应当前编码字典；

4、根据所述当前编码字典中每个当前编码元素，与每个所述历史编码字典中历史编码元素的匹配情况，获取每个当前编码元素与每个所述历史编码字典的匹配程度；获取所述当前编码字典中的所有末端编码元素；根据每个当前编码元素的字符长度，及每个当前编码元素对所有所述末端编码元素的组成贡献，获取每个当前编码元素的重要性；根据每个当前编码元素的所述重要性及对应所述匹配程度，获取所述当前编码字典与每个所述历史编码字典的字典匹配度；

5、基于北斗卫星将所述当前气象压缩数据传输至接收端，根据所述字典匹配度从所有所述历史编码字典中，筛选出所述当前气象压缩数据的解码字典并解码。

6、进一步地，所述历史气象压缩数据、所述历史编码字典、所述当前气象压缩数据及所述当前编码字典的获取方法包括：

7、以预设频率获取每种气象要素指标下的气象报文，将预设时段内的所有气象报文进行压缩，获取气象压缩数据，压缩过程中自动构建的字典为对应编码字典；

8、将当前时刻所获取的气象压缩数据作为当前气象压缩数据，对应编码字典为当前编码字典；将当前时刻之前的所有气象压缩数据作为历史气象压缩数据，每个历史气象压缩数据对应编码字典为历史编码字典。

9、进一步地，所述匹配程度的获取方法包括：

10、将每个当前编码元素与每个所述历史编码字典中的所有历史编码元素进行遍历匹配，获取每个当前编码元素在每个所述历史编码字典中的最大匹配长度；

11、根据每个当前编码元素的字符长度及所述最大匹配长度间的长度差异，获取每个当前编码元素与每个所述历史编码字典的匹配程度；所述长度差异与所述匹配程度负相关。

12、进一步地，所述最大匹配长度的获取方法包括：

13、所述当前编码元素及所述历史编码元素中均包含至少一个字符；

14、当所述当前编码元素中仅包含一个字符时，判断每个所述历史编码字典中是否存在于所述当前编码元素对应字符相同的历史编码元素，若存在则最大匹配长度为1，否则为0；

15、当所述当前编码元素中包含至少两个字符时，判断每个所述历史编码字典中是否存在于所述当前编码元素对应字符相同的历史编码元素，若存在则最大匹配长度为1，否则综合所述当前编码元素中每个字符与每个所述历史编码字典中历史编码元素的匹配情况，获取最大匹配长度。

16、进一步地，所述末端编码元素的获取方法包括：

17、将不被当前编码字典中任一当前编码元素所包含的当前编码元素，作为末端编码元素。

18、进一步地，所述重要性的获取方法包括：

19、获取每个所述末端编码元素组成的所有路径编码元素；将每个当前编码元素作为所述末端编码元素的所述路径编码元素的频次归一化，得到贡献系数；

20、根据所述字符长度及所述贡献系数，获取每个当前编码元素的重要性，所述字符长度及所述贡献系数均与所述重要性正相关。

21、进一步地，所述字典匹配度的获取方法包括：

22、利用每个当前编码元素的所述重要性对每个当前编码元素与每个所述历史编码字典的所述匹配程度加权，获取所述当前编码字典与每个所述历史编码字典的字典匹配度。

23、进一步地，所述将预设时段内的所有气象报文进行压缩的压缩算法为lzw压缩算法。

24、进一步地，所述解码字典的获取方法包括：

25、将与所述当前编码字典的所述字典匹配度最大的所述历史编码字典，作为解码字典。

26、本发明还提出一种基于北斗卫星的气象数据编码传输系统，所述系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法的步骤。

27、本发明具有如下有益效果：

28、本发明首先获取所有历史气象压缩数据及对应所有历史编码字典，并获取待传输的当前气象压缩数据及对应当前编码字典，以便后续分析当前气象压缩数据与历史气象压缩数据对应编码字典间的匹配度；根据当前编码字典中每个当前编码元素，与每个历史编码字典中历史编码元素的匹配情况，获取每个当前编码元素与每个历史编码字典的匹配程度，匹配程度基于气象报文中的字符及字符串结构，初步评估分析当前编码字典与每个历史编码字典的匹配相似度；获取当前编码字典中的所有末端编码元素，便于在后续分析每个当前编码元素的重要性时能降低分析工作量；根据每个当前编码元素的字符长度，及每个当前编码元素对所有末端编码元素的组成贡献，获取每个当前编码元素的重要性，基于编码字典的动态构建过程分析每个编码元素对气象压缩数据的重复结构或数据模式的反映情况，获取每个当前编码元素对于后续解码分析的重要性；根据每个当前编码元素的重要性及对应匹配程度，获取当前编码字典与每个历史编码字典的字典匹配度，字典匹配度越大，后续利用该历史编码字典对当前气象压缩数据解码，解码的准确性及效率越高；基于北斗卫星将当前气象压缩数据传输至接收端，根据字典匹配度从所有历史编码字典中，筛选出当前气象压缩数据的解码字典并解码。本发明基于编码元素结构及编码字典的构建原理，通过分析当前气象数据与历史气象数据对应编码字典间的字典匹配度，从而筛选当前气象压缩数据的解码字典，避免将当前编码字典与当前气象压缩数据同步传输，在能够对当前气象压缩数据解码分析的前提下，缓解对气象数据进行编码传输时的传输压力。

技术特征：

1.一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法，其特征在于，所述历史气象压缩数据、所述历史编码字典、所述当前气象压缩数据及所述当前编码字典的获取方法包括：

3.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法，其特征在于，所述匹配程度的获取方法包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法，其特征在于，所述最大匹配长度的获取方法包括：

5.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法，其特征在于，所述末端编码元素的获取方法包括：

6.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法，其特征在于，所述重要性的获取方法包括：

7.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法，其特征在于，所述字典匹配度的获取方法包括：

8.根据权利要求2所述的一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法，其特征在于，所述将预设时段内的所有气象报文进行压缩的压缩算法为lzw压缩算法。

9.根据权利要求1所述的一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法，其特征在于，所述解码字典的获取方法包括：

10.一种基于北斗卫星的气象数据编码传输系统，其特征在于，所述系统包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1~9任意一项所述一种基于北斗卫星的气象数据编码传输方法的步骤。

技术总结本发明涉及无线电编码传输技术领域，具体涉及基于北斗卫星的气象数据编码传输方法及系统。本发明获取接收端的所有历史气象压缩数据及对应所有历史编码字典，并获取传输端待传输的当前气象压缩数据及对应当前编码字典；根据每个当前编码元素的重要性及当前编码元素与每个历史编码字典的匹配程度，获取当前编码字典与每个历史编码字典的字典匹配度；进而筛选出当前气象压缩数据的解码字典并解码。本发明基于编码元素结构及编码字典的构建原理，分析当前气象压缩数据与历史气象压缩数据对应编码字典间的匹配度，避免将当前编码字典与当前气象压缩数据同步传输，在能对当前气象压缩数据解码分析的前提下，缓解对气象数据进行编码传输时的压力。技术研发人员：张明军,王圣杰,车彦军,谷来磊,姚仙,姚丽伟受保护的技术使用者：西北师范大学技术研发日：技术公布日：2024/9/2