【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋观测，尤其涉及一种基于卫星的海洋观测数据处理方法及系统。
技术介绍
1、在相关技术中，海洋观测装置通常只会对观测数据进行简单压缩后，通过无线技术将观测数据发送到陆地观测站，然而现有的压缩算法存在压缩效率低的缺陷，导致观测数据的数据量较大，由于海洋观测装置受海洋环境的影响，通信链路的连接稳定性难以得到保障，导致数据量越大，通信成功率及数据丢失的风险就越高。另外，观测数据的保密性较差，在传输过程中存在被盗读的风险，而且，观测数据在传输过程中受环境噪声的影响，存在信号失真的风险，导致陆地观测站可能获取到错误的数据。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于，提供一种基于卫星的海洋观测数据处理方法及系统，以解决海洋观测数据的数据量大、数据丢失风险高以及数据保密性差的问题。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于卫星的海洋观测数据处理方法，用于海洋观测装置，所述海洋观测数据处理方法包括：
3、获取所述海洋观测装置在设定时间内所采集到的海洋观测数据；
4、根据时间戳对所述海洋观测数据进行格式化处理，得到与多个时间戳一一对应且基于设定数据格式排列的多个数据切片；
5、基于时间戳从小至大排列所述多个数据切片，根据设定公式确定排列后的各个所述数据切片所对应的差异切片数据；其中，所述设定公式为：；表示第1个差异切片数据，表示时间戳最早的数据切片，表示第n个数据切片，表示第n个差异切片数据，表示第n-1个数据
6、对每个所述差异切片数据均进行：对该差异切片数据进行预处理，得到预处理数据，判断所述预处理数据是否符合相似度要求，若是将该差异切片数据定为待处理数据，若否则将所述预处理数据定为待处理数据；
7、对所有所述待处理数据依次进行压缩、加密及信道编码，得到待发送数据；
8、与卫星建立通信通道，以通过所述卫星将所述待发送数据发送至陆地观测站。
9、优选地，所述海洋观测数据包括多种观测信息分别在所述设定时间内所采集到的数据，所述根据时间戳对所述海洋观测数据进行格式化处理的步骤，包括：
10、分别将同一时间戳下采集到的多种观测信息归类为一组待合并数据，以得到与多个时间戳一一对应的多组待合并数据；
11、对每组所述待合并数据均进行：生成唯一的识别码，根据所述识别码生成识别码数据段；根据该待合并数据的时间戳生成时间数据段；分别根据该待合并数据所包含的每一种观测信息生成测试数据段，得到与各种观测信息一一对应的多个测试数据段；基于内存设置列表设置每个数据段的数据长度；以设定列序合并所述识别码数据段、时间数据段和将设定数据段与各测试数据段，得到与该待合并数据对应的数据切片；其中，所述内存设置列表包括用于分别设置各种数据段数据长度的字节置值。
12、优选地，所述对该差异切片数据进行预处理的步骤，包括：
13、剔除差异切片数据中所有存储逻辑零的位，根据非逻辑零的位的位置生成能够表示所有非逻辑零的位的位置的预处理数据；
14、所述判断预处理数据是否符合相似度要求的步骤，包括：
15、判断所述预处理数据的数据长度是否大于预设长度阈值，若是则判定所述预处理数据符合相似度要求，若否则判定所述预处理数据不符合相似度要求。
16、优选地，所述对所有所述待处理数据依次进行压缩、加密及信道编码的步骤，包括：
17、通过哈夫曼压缩算法对所述待处理数据进行压缩，得到明文；
18、通过aes加密算法对所述明文进行加密，得到加密后数据；
19、对所述加密后数据进行信道编码，得到待发送数据。
20、优选地，所述通过aes加密算法对所述明文进行加密的步骤，包括：
21、获取密钥矩阵；其中所述密钥矩阵包括n组密钥； n为大于二的自然数；
22、基于所述n组密钥和明文执行以下步骤：
23、ss1、基于设定加密函数对第1组密钥和所述明文进行加密运算，得到待加密数据；
24、ss2、对所述待加密数据进行字节替代处理，得到替代后数据；
25、ss3、对所述替代后数据进行行移位处理，得到位移后数据；
26、ss4、判断所述密钥矩阵中未进行加密运算的密钥组数是否大于一，若是执行ss5，若否则执行ss7；
27、ss5、对所述位移后数据进行列混合处理，得到混合后数据；
28、ss6、基于所述设定加密函数对第m组密钥与所述明文进行加密运算，得到子密文，将所述子密文作为最新的待加密数据，并返回到所述ss2；其中，m的初始值为2，且在每次执行所述ss5后m加一；
29、ss7、将所述第n组密钥与所述位移后数据进行加密运算，得到所述加密后数据。
30、优选地，在步骤所述ss1之前还包括：
31、将所述明文转换成由字节组成l×k的状态矩阵，且所述状态矩阵中每个字节由十六进制码的形式表示；l和k为大于1的自然数；
32、在所述ss2中，所述字节替代处理包括：
33、获取预先定义的s盒；其中，所述s盒被配置为，由256个元素排列成的16×16元素矩阵；
34、对所述状态矩阵中的每个元素均进行：将该元素所存储的字节的高四位作为行值，该字节的低四位作为列值，基于所述行值和列值取出所述s盒中对应的元素，将该字节替换为所述元素；
35、在所述ss3中，所述行移位处理包括：
36、将所述状态矩阵第一行中的字节向设定方向平移x个字节单位；
37、将所述状态矩阵第二行中的字节向设定方向平移y个字节单位；
38、将所述状态矩阵第三行中的字节向设定方向平移z个字节单位；
39、将所述状态矩阵第四行中的字节向设定方向平移j个字节单位；
40、在所述ss5中，所述列混合处理包括：
41、获取预先定义的由字节组成的k×l变换矩阵；
42、对所述状态矩阵中的每个元素均进行：取出在所述状态矩阵中与该字节记同列的所有字节，将从所述状态矩阵取出的字节记为待运算字节；取出所述变换矩阵中的行值与该字节记的行值相同的所有字节，将从所述变换矩阵取出的字节记为混合字节；将所述待运算字节和所有混合字节代入到预定的混合函数中，得到与该待混合字节对应的混合值；
43、在计算出所述状态矩阵中所有字节分别对应的混合值后，将所述状态矩阵中的各个字节分别替换为与之对应的混合值。
44、优选地，所述对加密后数据进行信道编码的步骤，包括：
45、判断所述加密后数据的占用内存是否小于设定内存阈值，若是则通过汉明编码算法对所述加密后数据进行信道编码，若否则通过预设编码算法对所述加密后数据进行信道编码。
46、优选地，所述通过汉明编码算法对所述加密后数据进行信道编码的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于卫星的海洋观测数据处理方法，用于海洋观测装置，其特征在于，所述海洋观测数据处理方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于卫星的海洋观测数据处理方法，其特征在于，所述海洋观测数据包括多种观测信息分别在所述设定时间内所采集到的数据，所述根据时间戳对所述海洋观测数据进行格式化处理的步骤，包括：
3.根据权利要求1所述的基于卫星的海洋观测数据处理方法，其特征在于，所述对该差异切片数据进行预处理的步骤，包括：
4.根据权利要求1至3任一项所述的基于卫星的海洋观测数据处理方法，其特征在于，所述对所有所述待处理数据依次进行压缩、加密及信道编码的步骤，包括：
5.根据权利要求4所述的基于卫星的海洋观测数据处理方法，其特征在于，所述通过AES加密算法对所述明文进行加密的步骤，包括：
6.根据权利要求5所述的基于卫星的海洋观测数据处理方法，其特征在于，
7.根据权利要求4所述的基于卫星的海洋观测数据处理方法，其特征在于，所述对加密后数据进行信道编码的步骤，包括：
8.根据权利要求7所述的基于卫星的海洋观测数
9.根据权利要求7所述的基于卫星的海洋观测数据处理方法，其特征在于，所述通过预设编码算法对所述加密后数据进行信道编码的步骤，包括：
10.一种基于卫星的海洋观测数据处理系统，用于海洋观测装置，其特征在于，所述基于卫星的海洋观测数据处理系统包括若干海洋观测装置、卫星和陆地观测站；
...【技术特征摘要】
1.一种基于卫星的海洋观测数据处理方法，用于海洋观测装置，其特征在于，所述海洋观测数据处理方法包括：
2.根据权利要求1所述的基于卫星的海洋观测数据处理方法，其特征在于，所述海洋观测数据包括多种观测信息分别在所述设定时间内所采集到的数据，所述根据时间戳对所述海洋观测数据进行格式化处理的步骤，包括：
3.根据权利要求1所述的基于卫星的海洋观测数据处理方法，其特征在于，所述对该差异切片数据进行预处理的步骤，包括：
4.根据权利要求1至3任一项所述的基于卫星的海洋观测数据处理方法，其特征在于，所述对所有所述待处理数据依次进行压缩、加密及信道编码的步骤，包括：
5.根据权利要求4所述的基于卫星的海洋观测数据处理方法，其特征在于，所述通过aes加...
【专利技术属性】
技术研发人员：王子璇，孙佳，李正宝，李玲莉，鞠霞，
申请(专利权)人：自然资源部第一海洋研究所，
类型：发明
国别省市：
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