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GPS定位数据压缩算法的设计与实现

时间:2007-1-20栏目:电子通信论文

已经被丢弃,语句的压缩是非连续的,有继句现象发生。

表1 压缩数据编码表

预处理后所含的字符 ASCII码 四位二制编码 备  注 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
.
A
B
V
W 00110000
00110001
00110010
00110011
00110100
00110101
00110110
00110111
00111000
00111001
00101110
01000001
01000010
01010110
01010111 0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1101
1100
1110










定位有效
定位有效,秒值1
定位无效
定位无效,秒增1

通过此编码表进行转换后,原来经过压缩预处理后的固定24个字节第的文本数据就可以减小一半(压缩后为固定的12个字节长),压缩比为50%,若从未经过预处理的文本数据算起,则压缩比可达到80%。

由图2可知,实现半字节压缩算法需要解决两上问题:首先是压缩对象的计数;其次是如何把两个数字的低位合并到一个字节中。后一个问题只要规定好压缩后的字节中奇数号字符的四位编码与偶数号字符的四位编码的存放次序即可,程序的实现非常简单,在此我们规定编号是奇数的字符放在高四位,编号为偶数的字符的编码放在低四位。假设压缩前的数据流中的前四个字节分别为“1、2、3、4”,则压缩后的数据格式如图3所示。

半字节压缩中需要解决的首要问题是压缩对象的计数问题,解决此问题的方法有两种:一种是半字节计数器(Half-Byte Counter),另一种是全字节计数器(Full-Byte Counter)。不管那一种方法,它们都要占用字节,再加上压缩标识也要占用字节,所以要影响数据的压缩比。改进后的半字节压缩算法完全解决了此问题,因为GPS定位数据经过压缩预处理后的数据长度是固定的24个字节长,不是动态可变的,所以不需要解决压缩对象的计数问题。一般来说,任何一种压缩算法都需要用压缩指示字符作压缩数据的标识,压缩标识符越短越好,因为过长会影响缩效果。然而,由于GPS定位数据中的所有字符都进行了编码处理,不存在原样字符(不进行压缩的字符,在解压缩时原样输出),因此压缩标识完全可以省略,可进一步提高数据的压缩比。压缩预处理程序框图和改进后的半字节压缩算法框图如图4所示。
GPS定位数据压缩算法的设计与实现
    压缩文件包括解压缩所需的重要信息,由释放参数信息和依次压缩了的定长数据块组成。释放参照信息包含有解压缩所要使用的时间基数信息,它通过语句计数器以及错误代码号可以将时间还原。除此之外,释放参照信息还包括各个定长数据块在解压缩时所需的共同信息,如E/W、N/S、日期,压缩文件的格式如图5所示。

嵌入式系统的压缩是不需要人为干涉、而自动实时完成的,具体的实现方法是通过驻留内存(单任务操作系统中,如DSP)或作为一个后台任务(在多任务操作系统中,如Windows中)对数据完成实时压缩或解压缩。

表2 改进型半字节压缩算法的测试结果

               处理
  文件大小(B) 预处理后 改进型半字节压缩 压缩比

1035k=69×15000
103.5k=69×1500
10.36k=69×150

360KB+23B
36KB+23B
3.6KB+23B 180KB+23B
18KB+23B
1.8KB+23B 0.8260
0.8259
0.8239

GPS定位数据的压缩算法经过实际的验证,压缩比随着压缩数据的减小而略有减少,这是因为参照信息随着压缩数据的减小其所占的比例在逐渐增加的原故。但示,该压缩方法在车载系统中使用不仅能节省

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