基于双层并行架构的高速目标访问计算技术

发布时间：2021-10-05 15:07

　　目标访问计算技术旨在计算卫星对目标的访问时刻及对应姿态,是观测卫星管控领域重要的基础技术。目标访问计算速度直接影响卫星管控的时效性,对多星多目标筹划实时性影响较大。面向多星多目标筹划任务,提出了双层并行架构的高速目标访问计算技术。该技术通过在任务级和线程级并行,提高了观测卫星目标访问计算的实时性。实验结果证明了该技术在多星多目标筹划任务中的实时性和优越性。 

【文章来源】：无线电工程. 2020,50(11)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

卫星二维指向示意

具体到对某一个任务的处理时,处理线程对所有时刻逐点进行搜索计算,计算对应时刻的卫星姿态信息(侧摆角、俯仰角)以及其他约束信息(太阳高度角)。计算完成后对姿态信息和约束信息进行判定,如果满足约束条件,对结果进行记录,如果不满足约束条件,直接舍弃;处理完当前时刻后,将时间自加1 s。如果自加1 s后的时间已经超过时间范围,直接结束;如果没有超过时间范围,则处理该时刻,直至所有时刻处理完成。对于上述目标访问计算架构,任务与任务之间是串行处理的,每次只能处理一个任务;任务内部所有时刻的搜索是串行处理的,每次只能处理一个时刻。

双层并行高速目标访问计算架构采用任务级并行和任务内部线程级并行的双层并行策略[8],任务级并行架构如图3所示。并行调度软件与访问计算节点通信的消息有2种:握手消息和计算任务消息。并行调度软件通过握手消息判断访问计算节点是否正常。对于正常节点,当有任务申请时,并行调度软件会将任务发送到空闲的访问计算节点,如果空闲的访问计算节点数量少于任务总数量,按照“先来先服务”原则,多出的申请任务继续排队,任意一个节点返回计算结果后,并行调度软件会将排队的任务继续分发,直到所有的任务都计算完成[9]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于高程信息的卫星访问计算方法[J]. 赵汝哲,林元,彭会湘,员建厦,张万玉.  无线电工程. 2017(12)
[2]一种两阶段的敏捷卫星任务并行调度技术[J]. 张超,李艳斌,陈金勇.  电讯技术. 2017(08)
[3]对吉林一号光学卫星的应急快速处理方法研究[J]. 程富雕,王密,张致齐,方留杨.  测绘地理信息. 2017(04)
[4]卫星导航转台天线组合跟踪方法研究[J]. 王宇,黄旭峰,杨阿华.  无线电工程. 2017(06)
[5]星敏数据转换为参考系欧拉角姿态的方法[J]. 淡鹏,王丹,郭延臣.  电讯技术. 2016(12)
[6]敏捷卫星对目标访问信息的计算方法[J]. 刘晓东,王鹏,林元,郭建恩,何川东,崔莉,邹冬冬.  无线电通信技术. 2016(05)
[7]倾斜轨道小卫星太阳高度角分析与机动方案设计[J]. 丰保民,陈占胜,叶立军,季诚胜,朱虹.  空间控制技术与应用. 2016(03)
[8]细粒度任务并行GPU通用矩阵乘[J]. 张帅,李涛,王艺峰,焦晓帆,杨愚鲁.  计算机工程与科学. 2015(05)

博士论文
[1]多核异构环境下通用并行计算框架关键技术研究[D]. 盛艳秀.中国海洋大学 2013
[2]基于典型任务的多星协同调度关键问题研究[D]. 陈宇.武汉大学 2012

硕士论文
[1]高时效卫星管控技术研究[D]. 牛力耕.西安电子科技大学 2015



本文编号：3419995