恭喜中国科学院计算技术研究所刘子凡获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国科学院计算技术研究所申请的专利一种采用数值法进行卫星轨道预测的异构并行计算方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114722617B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210409337.2,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种采用数值法进行卫星轨道预测的异构并行计算方法是由刘子凡;曹欢;陈岩;石晶林设计研发完成,并于2022-04-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种采用数值法进行卫星轨道预测的异构并行计算方法在说明书摘要公布了:本发明的一种采用数值法进行卫星轨道预测的异构并行计算方法,基于CUDA架构的CPU+GPU构成的异构环境,所述方法包括如下步骤:S1、调用CPU执行采用数值法计算卫星轨道所需的参数初始化,包括初始化轨道计算的环境和计算目标信息、轨道时间坐标系和地理坐标系的转化;S2、调用GPU基于CPU初始化的参数、使用数值法并行计算所有卫星的轨道数据。本发明通过将与卫星位置无关的计算过程分离出来由CPU来执行一次运算,并将结果以参数的方式传入GPU进行轨道并行计算,使得摄动力求解过程中减少了大量的重复计算,降低了整个计算过程的计算量,同时也降低了摄动力运算过程并行化的难度。
本发明授权一种采用数值法进行卫星轨道预测的异构并行计算方法在权利要求书中公布了:1.一种采用数值法进行卫星轨道预测的异构并行计算方法,其中,所述方法基于CUDA架构的CPU+GPU构成的异构环境,其特征在于,所述方法包括如下步骤:S1、调用CPU执行采用数值法计算卫星轨道所需的参数初始化,包括初始化轨道计算的环境和计算目标信息、轨道时间坐标系和地理坐标系的转化;其中,CPU执行如下步骤:S11、获取巨型星座仿真对应的卫星数据,读取卫星数量、每颗卫星的初始位置、卫星质量、阻力系数、预测起始时刻、预测结束时刻;S12、获取巨型星座仿真文件中与计算摄动力相关的数据;S13、将每颗卫星的坐标数据进行坐标系转换,以将其转换到轨道计算过程所要求的坐标系下;S14、由CPU完成内存初始化以给所有卫星分配存储其相关数据的存储空间,包括:申请GPU全局显存用于存储GPU运算过程中所需要的数据;以及,申请CPU内存用于存储GPU运算获得的卫星轨道数据,其中,内存大小为double×6×Nsat,其中Nsat为巨型星座中的卫星数量,double为数据类型;S15、卫星摄动力参数计算初始化,包括计算所有卫星当前时刻的位置、地球引力系数、岁差章动矩阵、参考系转换矩阵并传输到GPU中;S2、调用GPU基于CPU初始化的参数、使用数值法并行计算所有卫星的轨道数据,其中,调用GPU时,为每个卫星分配一个线程并在预测起始时刻至预测结束时刻中的每一个时刻由所有线程并行执行如下步骤:S21、以CPU初始化的摄动力参数为输入,使用数值法并行计算卫星的摄动力;S22、基于步骤S21计算获得的卫星的摄动力,获得卫星基于数值法的加速度微分方程,并对微分方程进行求解得到卫星下一时刻的速度和位置向量并存入GPU内存中。
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