应用行程编码的航天器分包遥测压缩算法研究

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1、V01．24No．2航天器工程第24卷第2期!!兰里垒垦垦垦垦垒!!垦堕鱼!堕垦垦墨!堕鱼!!!!生!旦应用行程编码的航天器分包遥测压缩算法研究闫国瑞李志刚史简赵婷李国军(航天东方红卫星有限公司，北京100094)摘要针对航天器延时遥测存储数据量较大的问题，提出了一种应用行程编码(RLE)的分包遥测压缩算法。根据遥测数据的特点，对压缩算法进行改进，使压缩效果得到进一步提升。此外，对压缩数据生成符合空间数据系统咨询委员会(CCSDS)标准的分包遥测机制进行了阐述。对某卫星的试验表明，使用改进后的压缩算法，能够获得6．11倍的遥测压缩比，可提高延

2、时遥测采样频率，增加航天器在境外的可用遥测数据量。关键词航天器遥测数据；压缩算法；延时遥测；分包遥测；行程编码中图分类号：TN91文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2015．02．010ResearchonPacketTelemetryCompressionAlgorithmUsingRLEYANGuoruiLIZhigangSHIJianZHAOTingLIGuojun(DFHSatelliteCo．Ltd．，Beijing100094，China)Abstract：Forlargestorageofs

3、pacecrafttelemetrydata，apackettelemetrycompressionalgo—rithmusingRLE(runlengthencoding)isproposedinthispaper．Accordingtothecharacteristicsoftelemetrydata，thecompressionalgorithmisimproved，SOthatthecompressionratiocanbefurtherincreased．ThemechanismofproducingCCSDS—compliantp

4、acketdataisalsopresented．Anexperimentalresultsforacertainsatelliteshowthattheimprovedalgorithmcanobtainacom—pressionratioof6．11，whichcanraisethestoredtelemetrysamplingfrequency，andincreasetheamountofavailabletelemetrydatawithoutgroundcontact．Keywords：spacecrafttelemetrydata

5、；compressionalgorithm；storedtelemetry；packetteleme—try；RLE(runlengthencoding)1引言航天器在轨运行期间，遥测是地面获取航天器各系统工作状态和运行状态的唯一通道。遥测包括实时遥测和延时遥测，延时遥测用来存储航天器在境外的遥测数据，过境时下传延时遥测数据，用于判读航天器在境外的状态，是航天器状态监控及故障定位的重要依据。收稿日期基金项目作者简介：2014～03—17；修回日期：2014-05一13：国家重大航天工程目前，国内航天器主要采用抽样的方式进行延时遥测数据存储，延

6、时遥测采样周期的大小决定了航天器在境外遥测的采样存储密度。延时遥测采样周期越大，航天器在境外的可用遥测数据越少，故障漏检率越高，对出现的故障定位越困难；采样周期越小，可用遥测数据越多，越有利于故障检测及故障定位。同时，随着航天器功能、性能以及复杂度的不断提高，遥测数据量越来越大，若不采用有效的压缩算法，则要以牺牲延时遥测采样存储密度为代价。闰国瑞，男，硕士，从事星务系统、星载软件研究工作。Email：yanguoruiS000@qq．corn。第2期闫国瑞等：应用行程编码的航天器分包遥测压缩算法研究国外已将计算机领域常用的压缩算法应用到航天器

7、遥测数据压缩中，空间数据系统咨询委员会(CCSDS)推荐使用RICE无损压缩算法进行遥测数据压缩口]。该算法首先将数据进行分组预处理，然后进行熵编码，剔除数据的冗余性。文献E2]中对欧洲航天局“罗塞塔”(Rosetta)彗星探测器的在轨遥测数据进行了研究，利用计算机领域常用的7zip、WinZip等软件对遥测数据进行无损压缩，剔除数据的冗余信息。不过，7zip、WinZip等软件的压缩算法相对复杂，对航天器上的资源要求较高，因此需要一种更符合国内航天器需求的压缩算法，以节省数据存储空间，提高延时遥测采样频率，增加航天器的可用遥测数据量。本文针

8、对遥测数据时间冗余的特点，提出了一种应用行程编码(RunLengthEncoding，RLE)的分包遥测压缩算法，研究了RLE应用到分包遥测数据压缩并生成符合CCS