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题名MPI+CUDA联合加速重力场反演的并行算法
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作者
赵锴坤
朱炬波
谷德峰
韦春博
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机构
中山大学物理与天文学院天琴中心
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出处
《大地测量与地球动力学》
CSCD
北大核心
2024年第4期423-428,共6页
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基金
中央高校基本科研业务费专项(23xkjc001)。
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文摘
针对重力场解算过程中数据量巨大的问题,联合MPI(massage passing interface)与CUDA(compute unified device architecture)提出基于最小二乘法的重力场解算过程的并行加速算法。使用MPI完成复杂过程的任务分配,实现全局层面的并行加速;基于CUDA编写大规模矩阵相乘的并行加速程序,并针对不同类型的矩阵进行适配,同时联合MPI将法矩阵的计算过程进一步细分,实现对分进程内存峰值的压缩。在单机上完成30阶与120阶重力场仿真解算任务,结果表明,反演30阶重力场时加速比可达180;反演120阶重力场时,并行计算单次迭代仅耗时2 h,而串行模式下无法计算。
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关键词
重力场
并行计算
CUDA
MPI
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Keywords
gravity field
parallel computing
CUDA
MPI
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分类号
P223
[天文地球—大地测量学与测量工程]
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题名利用经验正交函数分解的大气密度模式校准方法
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作者
张厚喆
谷德峰
段晓君
韦春博
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机构
国防科技大学文理学院
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第S1期21-29,共9页
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基金
国家自然科学基金(11771450)
装备预研项目(30505020402)
装备预研重点实验室基金(614221001060417)~~
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文摘
热层大气密度产生的阻力是作用在低轨航天器上最大的非引力摄动,现有大气密度模式存在15%~20%的偏差,难以满足空间任务应用需要。采用NRLMSISE-00模式作为密度参考标准,通过修正Jacchia-Roberts经验大气模式温度参数校准密度,建立温度修正量与密度的参数方程。针对部分区域修正量迭代计算发散问题,采用改进高斯牛顿迭代法求解方程。选择经验正交函数(EOF)分解方法分析修正量的时空特征,并与传统球谐(SH)分析的结果进行比较。结果表明,前4阶EOF基函数与前9项球谐基函数分别可提取温度修正量超过85%与80%的变化特征,EOF分解方法对温度修正量的表示效率高于球谐分析方法。第1阶EOF基函数反映了温度参数的整体偏差,第2~4阶EOF基函数对应的时间系数表明温度修正量的变化具有天周期性,且球谐分析得到的时间系数同样具有天周期性的特点。利用前4阶EOF基函数和前9项球谐基函数重构的温度修正量校准Jacchia-Roberts模式,校准后的模式密度偏差分别下降了9.06%与5.37%,表明EOF分解方法与传统球谐分析方法相比,能够更有效地修正温度参数,改进模式精度。
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关键词
热层大气
大气密度模式
模式校准
温度修正
经验正交函数
球谐分析
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Keywords
thermosphere
atmospheric density model
model calibration
temperature correction
empirical orthogonal func tion
spherical harmonic analysis
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分类号
V411
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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