坤匙科技集团 | 北斗卫星通信技术的水文自动测报方法

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水文测报是水文学的一个重要组成部分,也是水利工程规划设计、建设和管理的重要基础工作。水文自动测报数据的获取,需要依靠监测区域内安装的遥测装置。

在布设过程中,以空间传递能力为核心,布设区域水文自动化遥测站点。先确定站点优先次序,再确定合理的站点数量,形成最佳水文自动化遥测站点布设方案。计算遥测站点信息熵的重要性在于它为确定水文自动化遥测站点的优先次序和数量提供了科学依据。信息熵是一个用于量化信息不确定性的度量指标,它可以反映遥测站点提供数据的复杂性和信息量。通过计算每个站点的信息熵,可以了解各个站点在数据收集和信息传递方面的能力和贡献。得到遥测站点信息熵计算结果后,找到熵值最小的站点作为中心站点,其是遥测网络中所有站点数据的汇集点,作用是汇聚数据,其核心是数据处理与分析,可以为决策提供有力支持,并且负责与其他遥测站点进行通信,还负责监控整个遥测系统的运行状态,包括各个站点的在线状态、数据传输质量、设备健康状况等。

通过众多遥测站点自动采集当前水文数据后,为了进一步观察当前水情,以便得到短期内的水文测报结果,将北斗卫星通信技术引入其中,实现多个遥测站和数据接收中心站之间水文监测数据的传输。遥测站收集的水文数据会以编码的形式,先转移到北斗卫星和北斗地面网管中心中,通过网管中心完成数据解码。明确数据传输目的地址,重新组包处理后,再次经由北斗卫星将水文数据发送至数据接收中心站点,联邦学习架构在这个站点中起到了至关重要的作用。在联邦学习的通信过程中,中心服务器与子服务器之间采用了同步加载的调度方式,确保了每一次通信的协调性与效率。

在每一轮通信中,遵循以下四个核心步骤:首先,中心服务器会向所有子服务器发送当前的模型,作为本轮训练的起点;接着,各个子服务器将使用自己的数据集对接收到的模型进行本地训练,提升模型的适应性;然后,子服务器会将训练后的模型参数上传至中心服务器;最后,中心服务器会对这些参数进行聚合,生成一个性能更优、泛化能力更强的新模型,为下一轮通信和训练做好准备。

基于北斗卫星通信技术的水文自动测报方法是一种创新性的水文监测手段,它充分利用了北斗卫星的通信优势,实现了水文数据的实时、准确传输和处理。这种方法突破了传统水文测报方式的局限,提高了水文监测的效率和精度,为防汛抗旱、水资源管理等提供了有力支持。

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