El método de compresión de datos y la implementación en FPGA en el radar de penetración subsuperficial del rover marciano en la misión Tianwen-1
Autores: Shen, Shaoxiang; Hua, Xiaolei; Zhou, Bin
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
El método de compresión de datos y la implementación en FPGA en el radar de penetración subsuperficial del rover marciano en la misión Tianwen-1
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Marte
Compresión de datos
Algoritmos
Radar
Requisitos de misión
Altas tasas de compresión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 51
Citaciones: Sin citaciones
Dado que Marte está lejos de la Tierra, el retraso en la propagación entre Marte y la Tierra es muy grande. Para garantizar el uso efectivo del ancho de banda de transmisión del enlace, la primera misión de exploración de Marte de China ha planteado una demanda de compresión de datos para todos los cargamentos científicos. Los algoritmos maduros a bordo para la compresión de datos se centran principalmente en aplicaciones de imágenes ópticas y radar de imágenes de microondas. No se han publicado artículos sobre métodos de compresión de datos aplicados al radar de penetración subsuperficial. Basándose en el contexto de esta aplicación, este documento propone un algoritmo de compresión logarítmica con pérdida que puede cumplir con los requisitos de la misión para altas relaciones de compresión de 4:1 y 2.5:1. Su error de compresión es menor que el del algoritmo de cuantización adaptativa por bloques (BAQ). El algoritmo no solo es fácil de implementar en plataformas de arrays de compuertas programables en campo (FPGA), sino que también ofrece una descompresión sencilla en tierra y una rápida generación de imágenes. Los resultados experimentales muestran que se pueden lograr altas relaciones de compresión de 4:1 y 2.5:1, incluso si los datos en y entre las trazas no tienen una correlación fuerte. Y su error relativo es inferior al 2%, lo que representa un nuevo tipo de método de compresión de datos de alta eficiencia que puede implementarse a bordo para cumplir con la demanda del radar de penetración subsuperficial.
Descripción
Dado que Marte está lejos de la Tierra, el retraso en la propagación entre Marte y la Tierra es muy grande. Para garantizar el uso efectivo del ancho de banda de transmisión del enlace, la primera misión de exploración de Marte de China ha planteado una demanda de compresión de datos para todos los cargamentos científicos. Los algoritmos maduros a bordo para la compresión de datos se centran principalmente en aplicaciones de imágenes ópticas y radar de imágenes de microondas. No se han publicado artículos sobre métodos de compresión de datos aplicados al radar de penetración subsuperficial. Basándose en el contexto de esta aplicación, este documento propone un algoritmo de compresión logarítmica con pérdida que puede cumplir con los requisitos de la misión para altas relaciones de compresión de 4:1 y 2.5:1. Su error de compresión es menor que el del algoritmo de cuantización adaptativa por bloques (BAQ). El algoritmo no solo es fácil de implementar en plataformas de arrays de compuertas programables en campo (FPGA), sino que también ofrece una descompresión sencilla en tierra y una rápida generación de imágenes. Los resultados experimentales muestran que se pueden lograr altas relaciones de compresión de 4:1 y 2.5:1, incluso si los datos en y entre las trazas no tienen una correlación fuerte. Y su error relativo es inferior al 2%, lo que representa un nuevo tipo de método de compresión de datos de alta eficiencia que puede implementarse a bordo para cumplir con la demanda del radar de penetración subsuperficial.