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Adaptive Compression Schemes for Housekeeping Data

Meß, Jan-Gerd und Fey, Görschwin und Schmidt, Robert (2017) Adaptive Compression Schemes for Housekeeping Data. In: IEEE Aerospace Conference Proceedings, Seiten 1-12. IEEE. IEEE Aerospace Conference 2017, 2017-03-05 - 2017-03-12, Big Sky, USA. doi: 10.1109/AERO.2017.7943580. ISBN 978-1-5090-1613-6.

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407kB

Offizielle URL: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/mostRecentIssue.jsp?punumber=7935773

Kurzfassung

Extended monitoring of housekeeping data is required to increase the observability of a spacecrafts health status, its environment and resulting mechanical stress as well as physical parameters like the spacecrafts position and orientation. This implies the application of an increasing number of onboard sensors for various physical quantities like temperature, vibration, acceleration, voltage, current and others. These sensors need to offer high resolution in the time domain and high accuracy. The amount of data produced by an extended housekeeping system proves increasingly significant. However, to customers, housekeeping data is not of direct value and has therefore been subordinated to scientific payload data in terms of the allocation of bandwidth towards ground. In order to optimize the information throughput for a given bandwidth budget, data compression such as entropy coding as well as lossy data compaction need to be applied. At the same time, the accuracy and the allowed magnitude of error of housekeeping data is crucial to its value for ground engineers. As a result, especially lossy data compaction has to be applied carefully taking into account the nature of the data to be processed. In this paper, we evaluate transform-based compression techniques and analyze their effect on housekeeping data and suitability for subsequent entropy coding on board spacecrafts. To do so, we apply a variety of transforms to real sensor data collected by launchers (ARIANE5) as well as satellites (AISat) and analyze their performance in terms of data quality, compression ratio, computing effciency and effectiveness of subsequent entropy coding. Our results show that a data reduction of 96.5% for quickly oscilatting vibration sensors and of 99.5% for slower temperature sensors can be achieved without introducing a significant error during critical time frames within data sequences.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/112826/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Adaptive Compression Schemes for Housekeeping Data
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Meß, Jan-GerdJan-Gerd.Mess (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2117-3483NICHT SPEZIFIZIERT
Fey, GörschwinGoerschwin.Fey (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schmidt, Robertrobert.schmidt (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:März 2017
Erschienen in:IEEE Aerospace Conference Proceedings
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/AERO.2017.7943580
Seitenbereich:Seiten 1-12
Verlag:IEEE
ISBN:978-1-5090-1613-6
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Data Compression, Wavelets, Spacecraft, Housekeeping
Veranstaltungstitel:IEEE Aerospace Conference 2017
Veranstaltungsort:Big Sky, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:5 März 2017
Veranstaltungsende:12 März 2017
Veranstalter :IEEE
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Systemtechnologien (alt)
Standort: Bremen
Institute & Einrichtungen:Institut für Raumfahrtsysteme > Avioniksysteme
Hinterlegt von: Meß, Jan-Gerd
Hinterlegt am:22 Jun 2017 09:48
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:17

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