[发明专利]一种用于随钻测量系统数据压缩的方法

摘要

本发明提供了一种用于随钻测量系统数据压缩的方法，是石油随钻测量系统井下测量的参数上传系统中数据压缩的方法，从而实现高效的数据传输。发明主要通过①系统初始化；②发送数据；③修改该序号的数据报的权值；④判断自上次重构编码后的时间是否大于设定时间周期；⑤计算所有字符的权值的标准差；⑥判断标准差是否大于设定阈值；⑦发送该序号数据报的Huffman权值表；⑧对本地该序号的数据报的字符重新进行Huffman编码等8个步骤来实现，用于石油钻井、测井、录井等随钻测量系统中数据的压缩，实现数据的高效传输。

主权项

一种用于随钻测量系统数据压缩的方法，其特征在于对随钻测量中从井下向地面传递的参数采用Huffman编码，发送方在井下自动计算在传输周期内各个字符出现的概率，如果符号概率有了较大变化则择期将其发送到地面主控计算机，同时修改自己的Huffman编码，具体实现包括以下8个步骤：A.系统初始化在第一次使用系统发送编号为i的数据报P_i时，需要对其参数进行初始化，主要包括：1)权值和编码初始化12个字符的权值都设置为1，各字符对应的Huffman编码如下表所示；字符0123456789.‑编码000001010011100010011010101111001101111011112)设定时间周期用户可以设定每类数据报的Huffman编码的更新周期，只有自上次重构编码后的时间超过这个更新周期，系统才重新计算是否需要更新Huffman编码；3)标准差阈值只有当在新的一个发送周期内所有12个字符的概率标准差超过这个阈值，才更新Huffman编码，否则如果在很长时间内字符的概率变化很少，即使到了更新周期，也不更新；B.发送数据完成数据报的封装、压缩、校验和发送；C.修改该序号的数据报的权值每发送完一个数据报，系统都重新更新该序号的报文中所涉及到的所有字符的权值，但，不重新计算Huffman编码；D.判断自上次重构编码后的时间是否大于设定时间周期只有在经过设定时间周期，才考虑是否更新Huffman编码，否则再转回步骤B，继续发送后续数据；E.计算所有字符的权值的标准差标准差的计算公式为：$\mathrm{\α}=\sqrt{\frac{\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(x_i-\stackrel{\‾}{x})}^2}{n}},---\left(1\right)$其中x_i为第i个字符当前的权值，为每个字符当前权值的平均值，1≤i≤12；F.判断标准差是否大于设定阈值如果计算出的标准差很大，此时就需要重新计算Huffman编码，如果标准差变化不大，即使到了Huffman编码更新周期，也不更新，此时再转回步骤B，继续发送后续数据；G.发送该序号数据报的Huffman权值表Huffman权值表的数据报，采用下表所示的格式(数据报编号为99)，其中：1)数据报类型标识：使用“1”，说明发送的是完全数据报，要求地面主控计算机使用支持重传的否定确认协议，确保井下和地面Huffman编码的一致性；2)数据域定界：表明后边各个域中字符的长度，其中第一位一定为2，因为数据报编号为99，长度为2；第2位为0、1或者2表示编号的长度，因为编号最大为99，所以长度最大为2；后边12个域的长度最大为2，即数据域定界后12位的取值只能是0、1、2；3)数据报编号：取固定值99；4)编号：指定当前发送的权值表是属于哪个数据报的，即数据报的编号；H.对本地该序号的数据报的字符重新进行Huffman编码重新按照Huffman编码的规则，构造Huffman树，重新编码，该步骤在井下和地面主控计算机同时进行；如果地面接收站没有正确接收到该数据报，则地面主控计算机会发送一个否认帧，此时井下接收到该否认帧后，需要重新发送Huffman权值表和随后已经发送的使用新的Huffman编码发送的所有数据。