CN119414484A 基于gpu加速的小行星重力场反演方法及装置 （武汉大学）

基于GPU加速的小行星重力场反演方法及装置本发明提供一种基于GPU加速的小行星重力基于深空站对所述探测器的观测量在任一时刻所述设计矩阵解算得到重力场模型位系数，其重力场模型位系数的解算过程在图形处理器中2基于深空站对所述探测器的观测量在任一时刻的参考基于所述观测方程和所述设计矩阵解算得到重力场模型和所述观测方程的构建和所述重力场模型位系数的解算过2.根据权利要求1所述的基于GPU加速的小行星3.根据权利要求1所述的基于GPU加速的小行星于深空站对所述探测器的观测量在任一时刻的参考状态构对深空站对探测器的观测量在任意时刻的参考状态处展开，略去高阶并线性基于所述观测量在初始时刻的状态量的观测偏导数构建了时间序列4.根据权利要求1_3中任一项所述的基于GPU加速的小行星重力场环展开技术在图形处理器中使用单个直线代码块替换最内5.根据权利要求1_3中任一项所述的基于GPU加速的算矩阵求逆的情况下，基于CUDA将矩阵求逆分解为LU分解任务和LU分解计算逆矩阵任务，并在CUDA上为所述LU分解任务和所述LU分解计算逆矩阵任务分配用于存储运算结果的动6.根据权利要求1_3中任一项所述的基于GPU加速的小行星获取图形处理器的资源参数和待分块矩阵的规模参数，根据所述资基于并行算法对划分得到的所述子矩阵进行求逆运算，并合并第二构建模块，用于基于深空站对所述探测器的观测所述设计矩阵和所述观测方程的构建和所述重力场模型位系数的解算过程在图形处理器38.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述基于GPU加速的小行星重力场反演方行时实现如权利要求1至6任一项所述基于GPU加速的小行星重力4[0001]本发明涉及行星探测技术领域，尤其涉及一种基于GPU加速的小行星重力场反演[0004]本发明提供一种基于GPU加速的小行星重力场反演方法及装置，用以解决现有技基于深空站对所述探测器的观测量在任一时刻的参考矩阵和所述观测方程的构建和所述重力场模型位系数的解算过程在[0006]根据本发明提供的一种基于GPU加速的小行星重力场反演方法，所述根据探测器[0007]根据本发明提供的一种基于GPU加速的小行星重力场反演方法，所述基于深空站对所述探测器的观测量在任一时刻的参考状态构建观测方基于所述观测量在初始时刻的状态量的观测偏导数构建了时间序列上的观测量，[0008]根据本发明提供的一种基于GPU加速的小行星重力场反演方法，在所述设计矩阵和所述观测方程的构建和所述重力场模型位系数的解算过程中需要运算矩阵乘法的情况[0009]根据本发明提供的一种基于GPU加速的小行星重力场反演方法，在所述设计矩阵5和所述观测方程的构建和所述重力场模型位系数的解算过程中需要运算矩阵求逆的情况[0010]根据本发明提供的一种基于GPU加速的小行星重力场反演方法，在所述设计矩阵和所述观测方程的构建和所述重力场模型位系数的解算过程中需要运算矩阵分块的情况器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于GPU加速机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于GPU加速的小行星重力执行时实现如上述任一种所述基于GPU加速的小行图2是本发明提供的基于GPU加速的小行星重力场反演方法中矩阵乘法在GPU中运6[0018]以下结合图1至图3描述本发明基于GPU加速的小行星重力场反演方法，如图1所[0022]步骤102，基于深空站对所述探测器的观测量在任一时刻的参考状态构建观测方Y=G(t,Y=G(t,x)+e[0024]基于对上式在任一时刻t的参考状态X0处展开的结果，对于一段时间内观测得到所述设计矩阵和所述观测方程的构建和所述重力场模型位系数的解算过程在图形处理器[0027]再将小行星重力场模型位系数引入设计矩阵的待估参数中，并将待估参7[0032]本发明通过大型矩阵GPU加速小行星运算，对小行星重力场反演中大型矩阵解算[0033]本发明基于GPU加速的小行星重力场反演方法中，所述根据探测器在惯性系中的;[0036]因此，定义任意时刻的探测器的状态向量相对于探测器t0时刻的初始状态(r(,).v(,))的偏导数为状态转移矩阵，表示为：;;[0037]同理，定义任意时刻的探测器状态向量(r(t),v(t))相对于其他待估参数的偏导数;8;;;。[0038]本发明基于GPU加速的小行星重力场反演方法中，所述基于深空站对所述探测器基于所述观测量在初始时刻的状态量的观测偏导数构建了时间序列上的观测量，;9;;[0041]根据设计矩阵和观测方程实现对重力场反演，也就是对重力场模型位系数的解;;;;;在此基础上，能够先解算出全局参数向量x。[0043]本发明基于GPU加速的小行星重力场反演方法中，在所述设计矩阵和所述观测方[0047]具体来说，如图2所示，循环平铺将一个循环代替为内部循环和外部循环两个循[0049]本发明基于GPU加速的小行星重力场反演方法中，在所述设计矩阵和所述观测方行（遵循PLASMA的框架细粒度的并行性通过将工作负载划分到一个tile中进一步提供，以便在GPU上进行高效计算，而且在某些情况下，还可以从使用GPU和CPU的混合计算中获[0058]本发明基于GPU加速的小行星重力场反演方法中，在所述设计矩阵和所述观测方;[0064]下面对本发明提供的基于GPU加速的小行星重力场反演装置进行描述，下文描述的基于GPU加速的小行星重力场反演装置与上文描述的基于GPU加速的小行星重力场反演[0069]第二构建模块402，用于基于深空站对所述探测器的观测量在任一时刻的参考状;[0071]基于对上式在任一时刻t的参考状态X0处展开的结果，对于一段时间内观测得到[0072]解算模块403，用于基于所述观测方程和所述设计矩阵解算得到重力场模型位系[0074]再将小行星重力场模型位系数引入设计矩阵的待估参数中，并将待估参[0079]本发明通过大型矩阵GPU加速小行星运算，对小行星重力场反演中大型矩阵解算[0081]此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的基于GPU加速的小行星重建和所述重力场模型位系数的解算过程在图形处以