[發(fā)明專利]一種GNSS大網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)協(xié)同并行計算方法

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• 申請日: 2021-04-27
• 公開（公告）號: CN113282406A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔陽;羅盛;周聶;王友軍;王欣宇方;杜偉平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍陸軍勤務(wù)學(xué)院
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50
• 代理公司: 重慶信航知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 50218
• 代理人: 郭冬梅

1.一種GNSS大網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)協(xié)同并行計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、搭建CPU與GPU協(xié)調(diào)處理平臺，由CPU負(fù)責(zé)GNSS數(shù)據(jù)計算任務(wù)調(diào)度分配，根據(jù)GPU處理單元數(shù)量對GNSS數(shù)據(jù)規(guī)模進(jìn)行均勻分塊，構(gòu)建基于非差模型的計算任務(wù)隊列；

S2、CPU執(zhí)行非差串行模塊，進(jìn)行數(shù)據(jù)初檢核，配置包括衛(wèi)星軌道、衛(wèi)星鐘差、地球自轉(zhuǎn)的參數(shù)文件；

S3、GPU收到任務(wù)指令，通過任務(wù)分解與數(shù)據(jù)分解將數(shù)據(jù)塊進(jìn)行拆分，同步對密集型的GNSS大網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行并行預(yù)處理、非差觀測方程并行構(gòu)建以及非差模糊度并行固定；

S4、CPU將GNSS大網(wǎng)數(shù)據(jù)解算的結(jié)果文件存寫和成果匯總輸出。

2.如權(quán)利要求1所述GNSS大網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)協(xié)同并行計算方法，其特征在于，在步驟S1中，當(dāng)觀測數(shù)據(jù)量大于GPU核心數(shù)時，根據(jù)GPU核心數(shù)進(jìn)行均勻分配；當(dāng)觀測數(shù)據(jù)量小于GPU核心數(shù)時，將觀測數(shù)據(jù)按照觀測時長進(jìn)行等長度切割，確保每個GPU分配到均衡的計算任務(wù)。

3.如權(quán)利要求2所述GNSS大網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)協(xié)同并行計算方法，其特征在于，GNSS大網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)的數(shù)量不少于200個，GPU核心數(shù)為10～100。

4.如權(quán)利要求1所述GNSS大網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)協(xié)同并行計算方法，其特征在于，在步驟S1中，構(gòu)建所述基于非差模型的計算任務(wù)隊列的方法是以單個測站的觀測數(shù)據(jù)為并行粒度，每個計算任務(wù)構(gòu)建包括觀測數(shù)據(jù)的預(yù)處理、構(gòu)建非差觀測方程、卡爾曼濾波解算、非差模糊度固定解算流程。

5.如權(quán)利要求1所述GNSS大網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)協(xié)同并行計算方法，其特征在于，在步驟S2中，所述數(shù)據(jù)初檢核是對每個測站的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行遍歷讀取，檢核觀測時段內(nèi)是否有匹配的軌道、鐘差，判斷每個觀測時刻下每顆衛(wèi)星的觀測值類型、數(shù)值大小的有效性，并剔除觀測粗差影響。

6.如權(quán)利要求5所述GNSS大網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)協(xié)同并行計算方法，其特征在于，在步驟S3中，具體而言，還包括以下步驟：

(1)GPU眾核同時對GNSS觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，每個核對受領(lǐng)的數(shù)據(jù)任務(wù)進(jìn)行拆分解析；

(2)在步驟S2的基礎(chǔ)上進(jìn)行內(nèi)插衛(wèi)星軌道鐘差、計算衛(wèi)星高度角、周跳探測與標(biāo)記、鐘跳探測與修復(fù)、粗差探測與修復(fù)的預(yù)處理；

(3)同時對每個觀測數(shù)據(jù)根據(jù)待求參數(shù)與觀測值的函數(shù)關(guān)系建立線性觀測方程以及隨機(jī)函數(shù)模型，根據(jù)卡爾曼濾波公式進(jìn)行方程解算，得到非差浮點(diǎn)解；

(5)在求得的非差浮點(diǎn)解的基礎(chǔ)上，對寬巷模糊度與窄巷模糊度進(jìn)行固定，計算得到固定的非差無電離層組合模糊度；

(6)將所述固定的非差無電離層組合模糊度其作為約束條件進(jìn)行站間并行的非差固定解計算，并更新包括測站的坐標(biāo)、接收機(jī)鐘差、對流層延遲參數(shù)的解算結(jié)果。

7.如權(quán)利要求6所述GNSS大網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)協(xié)同并行計算方法，其特征在于，在進(jìn)行步驟S4時，將步驟S3中得到的所有測站的坐標(biāo)、接收機(jī)鐘差、對流層延遲參數(shù)先以測站和觀測日期命名為文件名，按觀測時段逐個輸出到單獨(dú)的文件內(nèi)進(jìn)行保存，再根據(jù)產(chǎn)品類別分別匯總輸出最后解算的坐標(biāo)、鐘差、對流層延遲參數(shù)。

8.如權(quán)利要求1-7任一項所述GNSS大網(wǎng)觀測數(shù)據(jù)協(xié)同并行計算方法，其特征在于，觀測數(shù)據(jù)至少包括GPS、GLONASS、Galileo和北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的多頻偽距和載波相位觀測值。