Küsimus:
Milliseid andmete tihendamise algoritme on kosmoseaparaatides edukalt kasutatud?
GreenMatt
2013-07-18 02:17:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Teaduslikud kosmoseaparaadid võivad genereerida väga palju andmeid. Kuid nii kosmoseaparaadi pardal olev salvestusruum kui ka andmete maapealsetele jaamadele edastamiseks saadaval olev ribalaius on piiratud. Seega on vaja andmeid tihendada. Milliseid algoritme on kosmoseaparaatides edukalt kasutatud?

[Voyageri hilisemaks eluks] (http://history.nasa.gov/computers/Ch6-2.html) (jaotis "Voyareri tulevik"): "Voyageri projekti ametnikud otsustasid kasutada lennuandmete süsteemi kahe protsessori režiimis esmakordne kokkupuude Uraaniga pakkis pildiandmete tihendamist. Seega jäi infosisu suureks, kuigi edastuskiirus oli oluliselt vähenenud. " "Hiljutised edusammud peaaegu vigadevaba side kodeerimisteoorias" (Cheung et al.): "R. F. Rice'i teerajajaks olnud tehnika ... algoritm on sisuliselt universaalne lähtekood järjestikuste pikslite erinevuste osas".
Olen muutnud märgistamist, eemaldanud lennu-arvuti märgendi ja lisanud andmesüsteemide märgendi. Lennuarvuti on konkreetne riistvara. Kosmoseaparaadi pardal võib olla ka teisi protsessoreid. Kaasaegse teadusliku missiooni jaoks on igal pillil tavaliselt oma protsessor; pealegi teevad need protsessorid sageli andmete tihendamist, nii et kosmoseaparaadi põhiprotsessoril pole seda lisatööd.
Üks asi, mis mind alati häirib, on see, et inimesed vaidlevad selle üle, kui vähe teavet kaotatakse erinevates kadudega tihendusskeemides ... ja mitte selle üle, kuidas see funktsioonide tuvastamist mõjutab. Minu teada on siiski tihendamata andmete arhiiv ja automatiseeritud tuvastamise rutiinid, mis peavad sellel töötama.
See on lai, avatud küsimus ja peaaegu sama palju vastuseid, kui kosmoseaparaate on olnud ja tuleb. Keegi ei suuda kirjutada "täielikku" vastust, kuid paljud meist saavad kirjeldada seda, mida me teame. (See pole StackExchange stiilis saitide jaoks ideaalne küsimus, kuigi hea ja huvitav küsimus igatahes.)
@DarenW: Halb sõnavalik minu poolt, aitäh, et osutasite. See võib selgitada vähem rahuldavaid vastuseid, mille olen saanud. Olen redigeerinud asendama "tehnikad" sõnadega "algoritmid".
Kaks vastused:
#1
+15
Adam Wuerl
2013-07-18 09:07:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pildiandmed tihendatakse tavaliselt tavaliste kujutise tihendusalgoritmide abil. Näiteks määratleb riiklik piltide edastamise formaat, MIL-STD-2500C, standardse laiendatava vormingu kujutiste andmete edastamiseks sõjaväes. Standard kutsub välja mitut tüüpi standardile vastavat pildi tihendamist (näiteks JPEG).

Telemeetriaandmeid tihendatakse sageli üldse. Üks põhjendus on see, et see on sageli mitu suurusjärku vähem andmeid kui see, mida kasulikud koormused genereerivad (olgu need siis pildimaterjal, side või muud tüüpi instrumendi või anduri andmed) ja seega laias plaanis asju, mida pole väärt tihendamine . Telemeetriat saadetakse sageli ka andmevooguna (mitte failina), mis piirab kasutatavate tihendusskeemide tüüpe.

Tegelikult suurendatakse raadiosagedussignaale tehnika abil sageli tahtlikult nagu edastusvea parandus (FEC) ja konvolutsiooni kodeerimine, mis on vahendid signaalile üleliigsete andmete lisamiseks, et muuta edastamine kosmoseside lingidele endeemilisemaks.

Sellest hoolimata on kosmoseaparaatide andmete kadudeta ja kadudeta pakkimiseks olemas standardid. Kosmoseside andmesüsteemide konsultatiivkomitee (CCSDS) avaldas kosmoseside linkide standardite kogumi. Praegu on neli välja antud standardit, mis käsitlevad kadudeta andmete tihendamist ja pildi andmete tihendamist.

Tänan teid hämmastavate allikate eest, kadudeta tihendusartikkel oli minu jaoks eriti huvitav.
#2
+13
gerrit
2013-07-18 02:50:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Keskendun meteoroloogilistele satelliitidele. Nad on peamine näide satelliitidest, mis mõõdavad väga suurt andmehulka (ja millega mul on isiklik kogemus). Alumine rida on: nad ei tihenda andmeid tegelikult, kuid võivad neid halvendada / piirata. Meteoroloogiliste satelliitide spetsiifiline omadus on see, et kasutajad soovivad andmeid kiiresti , nii et see võiks muud tüüpi satelliitidega võrreldes midagi muud muuta.

Täpsem väga kõrge eraldusvõime Radiomeeter (AVHRR) on meteoroloogiline kujutis, mis on lennanud NOAA ja EUMETSAT meteoroloogiliste satelliitide kaudu alates 1979. aastast. See kujutab kogu Maad 1 km eraldusvõimega viies samaaegselt juhitavas kanalis. See eraldusvõime on nii kõrge, et suhteliselt lühikese aja jooksul, mil sellel on allalüliühendus, ei piisa NOAA satelliitide jaoks kõigi andmete allalingiks. Seetõttu linkivad nad globaalsed andmed alla ainult spetsiaalses formaadis, mida nimetatakse Global Area Coverage (GAC): 4 kõrvuti asetsevat pikslit keskmistatakse ja 2 kolmest skaneerimisjoonest eiratakse. Väidetavalt on see omamoodi kaotatud tihendus. Kasutajad, kes vajavad oma piirkonna täieliku eraldusvõimega andmeid, saavad need alla laadida otse satelliidilt (ja seda teevad riiklikud meteoroloogiaagentuurid) või tellida täieliku eraldusvõimega andmeid konkreetsete piirkondade jaoks (kuid mitte globaalselt).

Kolm omadust on piiratud:

  1. ribalaius
  2. salvestusruum
  3. arvutusvõimsus

Piisava arvutusvõimsusega NOAA satelliidid saaksid kõik andmed kokku suruda ja kõik need allapoole linkida. Paraku, NOAA KLM-seeria pärineb aastast 1999 ja neil puudub arvutusjõud. Sellest ajast alates on kõik kolm eelnimetatud omadust kasvanud ning meteoroloogiliste satelliitide osas näib ribalaius ja salvestusruum kasvavat rohkem kui arvutusvõimsus. Seetõttu ei usu ma, et meteoroloogiliste satelliitide poolt mõõdetud tohutute andmemahtude puhul on tegemist tihendatud pakkimisega.

Muidugi on ka teisi satelliite, mis samuti koguvad suures koguses andmeid. Mul pole nende kohta teadmisi, kuid võib-olla saavad teised inimesed asjakohaste vastustega kaasa aidata.

Kas saate selgitada, et tihendamist ei toimu? Või suruvad seda kokku, nt. PNG-ga ja kas edasine kasu võtaks liiga palju protsessorit / keerukust / uuemaid seadmeid? Mul on raske ette kujutada, et nad saadavad RAW-andmeid!
@NPSF3000 meteoroloogilised satelliidid võivad toorandmeid pidevalt rea kaupa edastada. See võimaldab kasutajatel pilte otse ette lugeda, kuna satelliit läheb üle pea. Tihendamine on mõttekas, kui viskate andmed orbiidile üks kord, kuid see põhjustaks rohkem viivitusi, kui praegu ülekande rakendus lubab.
Isegi kui voogesitate andmeid, on olemas mõned väga lihtsad tihendusmeetodid, mis võimaldavad salvestada tuhandeid andmeid. Mul pole teadmisi, mida nad teevad, mistõttu ma küsin.
@NPSF3000 Olen aru saanud, et nad ei tihenda, olen selles 99% kindel, kuid mitte 100%.


See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...