本發(fā)明涉及野外監(jiān)控，尤其涉及基于衛(wèi)星的野外無人值守設備圖傳方法、裝置及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、在衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)中，電離層延遲對實時數(shù)據(jù)傳輸和高精度定位造成了顯著影響。高電子密度環(huán)境下，電磁波在電離層中傳播速度減慢，導致信號延遲和衰減加劇。這一現(xiàn)象嚴重影響了衛(wèi)星與地面站之間的數(shù)據(jù)鏈路可靠性，增加了數(shù)據(jù)傳輸過程中的丟包率和誤碼率。同時，電離層延遲效應還引入了額外的距離測量誤差，gps定位精度隨之下降。在需要實時響應和高精度定位的任務中，如森林火災監(jiān)測、海上搜救等，上述問題將顯著降低衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)的工作效率和準確性，增加突發(fā)事件的識別和定位難度，延緩應急響應速度。因此，如何在電離層延遲影響下，保障衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時可靠傳輸和高精度定位，成為亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)問題，對提升衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)在復雜電離層環(huán)境下的適應性和可靠性具有重要意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供基于衛(wèi)星的野外無人值守設備圖傳方法，其能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中野外無人值守設備在進行圖像傳輸時存在可靠性的問題。

2、本發(fā)明的目的之二在于提供基于衛(wèi)星的野外無人值守設備圖傳裝置，其能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中野外無人值守設備在進行圖像傳輸時存在可靠性的問題。

3、本發(fā)明的目的之三在于提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中野外無人值守設備在進行圖像傳輸時存在可靠性的問題。

4、本發(fā)明的目的之一采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

5、基于衛(wèi)星的野外無人值守設備圖傳方法，包括：

6、延遲分析步驟：通過衛(wèi)星監(jiān)測系統(tǒng)獲取野外無人值守設備所處的觀測位置所對應的電離層tec數(shù)據(jù)和電離層不規(guī)則體的空間分布信息，并根據(jù)所述電離層tec數(shù)據(jù)和電離層不規(guī)則體的空間分布信息得出電離層延遲的頻率依賴性和時空變化特征；

7、傳輸參數(shù)確定步驟：根據(jù)所述電離層延遲的頻率依賴性得出不同頻段的電離層延遲數(shù)據(jù)，并結(jié)合野外無人值守設備的設備功耗限制信息得出所述野外無人值守設備的圖像傳輸?shù)膫鬏旑l率和傳輸功率，進而將圖像傳輸?shù)膫鬏旑l率和傳輸功率下發(fā)給所述野外無人值守設備；

8、圖像分塊設置步驟：根據(jù)所述電離層延遲的時空變化特征確定圖像監(jiān)測數(shù)據(jù)的圖像分塊大小和圖像分塊優(yōu)先級，并將其下發(fā)給所述野外無人值守設備，以使得所述野外無人值守設備將所述圖像傳輸中的圖像按照所述圖像分塊大小和圖像分塊優(yōu)先級進行分割處理以形成多個圖像分塊以及根據(jù)所述傳輸頻率和傳輸功率將分割后的圖像分塊發(fā)送出去；

9、圖像重構(gòu)步驟：實時獲取所述野外無人值守設備的圖像分塊，并對每個圖像分塊進行解析，以及將解析后的多個圖像分塊融合以重建所述圖像傳輸?shù)膱D像。

10、進一步地，所述圖像分塊設置步驟中根據(jù)所述電離層延遲的時空變化特征確定圖像監(jiān)測數(shù)據(jù)的圖像分塊大小和圖像分塊優(yōu)先級具體包括：首先根據(jù)所述電離層延遲的時空變化特征分析得出電離層延遲在不同時間尺度上的變化趨勢；然后根據(jù)時頻分析方法對電離層延遲的時空變化特征進行多尺度分解；最后將電離層延遲在不同時間尺度上的變化趨勢、時頻分析結(jié)果和系統(tǒng)預設的電離層延遲與圖像分塊的映射模型得出圖像分塊大小和圖像分塊優(yōu)先級；其中，所述時頻分析結(jié)果包括提取不同頻率分量對應的延遲變化特征；

11、所述圖像分塊設置步驟中所述野外無人值守設備將所述圖像傳輸中的圖像按照所述圖像分塊大小和圖像分塊優(yōu)先級進行分割處理以形成多個圖像分塊具體包括：首先所述野外無人值守設備根據(jù)金字塔分解算法將圖像數(shù)據(jù)分解成多個圖像層次，每個圖像層次的圖像數(shù)據(jù)均設有對應圖像尺度和圖像分辨率；然后將每個圖像層次的圖像數(shù)據(jù)按照圖像分塊大小進行圖像分塊的劃分，并為每個圖像分塊進行編碼并設置圖像分塊優(yōu)先級；最后采用漸進式圖像壓縮算法對每個圖像分塊進行壓縮，以使得傳輸?shù)膱D像數(shù)據(jù)生成多尺度、多比特流的圖像數(shù)據(jù)流，并按照所述傳輸頻率和傳輸功率發(fā)送出去。

12、進一步地，所述圖像重構(gòu)步驟具體包括：首先實時獲取所述野外無人值守設備的圖像數(shù)據(jù)流并對圖像數(shù)據(jù)流進行分析以得出每個圖像分塊，并根據(jù)每個圖像分塊的編碼得出對應的圖像層次；然后將屬于同一圖像層次的圖像分塊按照圖像分塊的編碼、對應圖像層次的尺度和分辨率重建對應圖像層次的圖像數(shù)據(jù)；最后根據(jù)圖像增強和后處理技術(shù)將多個圖像層次的圖像數(shù)據(jù)整合后構(gòu)建得出最終的圖像傳輸。

13、進一步地，所述圖像重構(gòu)步驟還包括：判斷步驟：通過循環(huán)校驗算法判斷獲取的每個圖像分塊是否損壞，若是，執(zhí)行重傳步驟；以及判斷屬于同一圖像層次的圖像分塊是否存在丟失，若是，執(zhí)行重傳步驟；

14、所述重傳步驟：當對應圖像層次的圖像分塊損壞時，啟動自適應重傳請求機制以向所述野外無人值守設備發(fā)送重傳指令，以重新獲取該圖像分塊；其中，所述重傳指令包括圖像分塊的編碼、圖像分塊優(yōu)先級、圖像分塊重傳次數(shù)、時間截止期、圖像分塊所屬的圖像層次以及圖像分塊所屬的圖像層次對應的圖像傳輸；時間截止期是指圖像分塊在規(guī)定的時間內(nèi)完成傳輸和解碼；其中，所述圖像分塊優(yōu)先級越高，圖像分塊重傳次數(shù)越高、時間截止期越短。

15、進一步地，所述重傳步驟中：當圖像分塊重傳次數(shù)到達預設次數(shù)或時間截止期到達預設時間時，該圖像分塊仍存在丟失或損壞時，根據(jù)自適應丟失或損壞的圖像分塊的編碼得出該圖像分塊相鄰的圖像分塊并將其作為參考圖像分塊，然后根據(jù)預設權(quán)重方法對每個參考圖像分塊的紋理方向、邊緣強度和顏色特征設置權(quán)重系數(shù)，最后利用加權(quán)平均的方式預估得出該圖像分塊的紋理方向、邊緣強度和顏色特征，進而根據(jù)該圖像分塊的紋理方向、邊緣強度和顏色特征構(gòu)建對應的圖像分塊。

16、進一步地，所述圖像分塊設置步驟中按照所述傳輸頻率和傳輸功率將圖像數(shù)據(jù)流發(fā)送出去還包括：根據(jù)對應傳輸頻率的電離層延遲數(shù)據(jù)獲取電離層延遲的空間變化梯度信息，進而分析得出不同區(qū)域的電離層延遲的變化速率和幅度，以得出電離層延遲的空間變化劇烈程度并根據(jù)電離層延遲的空間變化劇烈程度形成電離層延遲梯度圖，根據(jù)電離層延遲梯度圖和預設的映射匹配模型確定圖像數(shù)據(jù)的傳輸策略；最后按照圖像數(shù)據(jù)的傳輸策略將所述圖像數(shù)據(jù)流發(fā)送出去；

17、其中，圖像數(shù)據(jù)的傳輸策略遵循以下原則：對應區(qū)域的電離層延遲變化劇烈程度大于預設值時，按照圖像層次的分辨率從高到低的方式依次傳輸圖像數(shù)據(jù)流；對應區(qū)域的電離層延遲變化劇烈程度小于預設值時，按照圖像層次的分辨率從低到高的方式依次傳輸圖像數(shù)據(jù)流。

18、進一步地，還包括：異常復位步驟：當野外無人值守設備出現(xiàn)異常時，向所述野外無人值守設備發(fā)送診斷指令以啟動野外無人值守設備的診斷與自恢復操作；具體地，通過在所述野外無人值守設備內(nèi)部設置異常檢測算法，通過異常檢測算法實時判斷圖像傳輸?shù)倪^程中是否存在異常，若是，則向后臺服務中心發(fā)送復位請求進而接收所述診斷指令，以啟動診斷與自恢復操作；其中，圖像傳輸?shù)倪^程中存在的異常包括圖像傳輸鏈路中斷、圖像分塊存在重傳及圖像分塊重傳失敗。

19、進一步地，所述延遲分析步驟具體包括：獲取野外無人值守設備所處的觀測位置，并利用gps掩星觀測技術(shù)分析gps信號穿過電離層時的相位和時延變化，反演得出電離層tec數(shù)據(jù)；以及利用多顆gps衛(wèi)星的觀測數(shù)據(jù)采用三維電離層層析成像算法重構(gòu)得出電離層電子密度的三維分布，進而得到電離層不規(guī)則體的空間分布信息；

20、通過對電離層tec數(shù)據(jù)進行時間序列變化以提取得出電離層延遲的時空變化特征；以及通過三維射線追蹤法對電離層不規(guī)則體的空間分布信息進行追蹤以得出不同頻段的電磁波在電離層中傳輸時的射線軌跡和傳播時延，以分析得出電離層延遲的頻率依賴性。

21、本發(fā)明的目的之二采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

22、基于衛(wèi)星的野外無人值守設備圖傳裝置，其特征在于，包括存儲器和處理器，所述存儲器上存儲有在處理器上運行的野外無人值守衛(wèi)星圖傳程序，所述野外無人值守衛(wèi)星圖傳程序為計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述野外無人值守衛(wèi)星圖傳程序時實現(xiàn)如本發(fā)明的目的之一采用的基于衛(wèi)星的野外無人值守設備圖傳方法的步驟。

23、本發(fā)明的目的之三采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

24、一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有野外無人值守衛(wèi)星圖傳程序，所述野外無人值守衛(wèi)星圖傳程序為計算機程序，所述野外無人值守衛(wèi)星圖傳程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如本發(fā)明的目的之一采用的基于衛(wèi)星的野外無人值守設備圖傳方法的步驟。

25、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

26、本發(fā)明通過精確分析電離層tec數(shù)據(jù)和電離層不規(guī)則體的空間分布，以確定最佳的傳輸頻率和傳輸功率，提高了圖像數(shù)據(jù)傳輸時的通信鏈路的適應性和效率，減少電離層延遲帶來的負面影響，同時實現(xiàn)了低功耗傳輸?shù)耐瑫r，降低了電離層延遲對信號質(zhì)量的影響，延長無人值守設備的續(xù)航時間并增強了鏈路的穩(wěn)定性；本發(fā)明還依據(jù)電離層延遲變化動態(tài)調(diào)整圖像分塊策略，確保在高延遲條件下也能優(yōu)先傳輸關(guān)鍵圖像信息，提高圖像的實時性和重要信息的獲取速度，使得野外無人值守設備的圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和效率，更有利于野外無人監(jiān)控。