浅议并行面向AESS机载气象雷达仿真系统设计

论文导读：机四部分组成，是大型民用飞机航空电子系统的重要组成部分。它可以为飞行员提供空中交通、气象、地形和危险告警等信息，增强其对空中环境的感知能力，有效提升飞行安全。本论文围绕机载气象雷达子系统展开探讨，建立了基于CPU+GPU异构并行计算平台的数字化机载气象雷达仿真系统，文章内容主要包含以下四个方面：

1.以气象雷达方程为

摘要：飞机环境监视系统（AESS）由机载气象雷达（WXR）、地形感知与告警系统（TAWS）、空中交通预警与防撞系统（TCAS）和S方式应答机四部分组成，是大型民用飞机航空电子系统的重要组成部分。它可以为飞行员提供空中交通、气象、地形和危险告警等信息，增强其对空中环境的感知能力，有效提升飞行安全。本论文围绕机载气象雷达子系统展开探讨，建立了基于CPU+GPU异构并行计算平台的数字化机载气象雷达仿真系统，文章内容主要包含以下四个方面：1.以气象雷达方程为基础，根据大气微物理模型和大气粒子散射模型，推导了等效雷达反射率因子的计算公式，用以计算雷达回波信号。2.针对大规模数据的计算要求，提出了并行计算的思想。介绍了GPU通用并行计算的技术框架和CUDA通用计算模型，详细描述了CUDA并行计算的编程模型、软件环境、存储器模型和执行模型。介绍了粒子邻居搜索算法在雷达回波扫描中的运用，以及该算法在CPU和GPU上的实现历程，并给出了实验结果。3.采取基于卫星图像的三维云场重建策略构建气象雷达的环境数据，并建立了雷达扫描模型，针对雷达仿真历程中“高速度，低精度”的特点，提出了CPU+GPU异构并行的解决案例。4.介绍了AESS仿真测试系统的组成和功能描述，给出了机载气象雷达在测试系统中的仿真效果图。关键词：飞机环境监视系统论文机载气象雷达论文CUDA论文并行计算论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要5-6
ABSTRACT6-13
第一章 绪论13-22

1.1 引言13-14

1.2 课题探讨背景与作用14-15

1.3 机载气象雷达概述15-20

1.3.1 机载气象雷达的进展概况及走势15-19

1.3.2 机载气象雷达国外探讨近况19-20

1.3.3 机载气象雷达国内探讨近况20

1.4 本论文组织结构20-22

第二章 大气粒子的微物理计算22-31

2.1 气象雷达方程22-24

2.2 雨滴滴谱分布24-26

2.3 粒子的散射特性26-27

2.4 雷达反射率因子计算27-30

2.5 本章小结30-31

第三章 GPU通用并行计算31-46

3.1 GPU介绍31-34

3.2 CUDA通用计算模型34-40

3.

2.1 CUDA编程模型34-36

3.

2.2 CUDA软件环境36-37

3.

2.3 CUDA存储器模型37-39

3.

2.4 CUDA可扩展性39-40

3.3 CUDA硬件架构40-42

3.4 粒子邻居搜索42-45

3.4.1 算法描述42-44

3.4.2 实验结果与浅析44-45

3.5 本章小结45-46

第四章 基于GPU的机载气象雷达仿真系统46-59

4.1 系统总体框架46-47

4.2 环境数据激励模块47-50

4.

2.1 云层提取47-49

4.

2.2 三维云场重建49-50

4.3 雷达回波仿真模块50-55
4.

3.1 坐标变换50-52

4.

3.2 扫描方式52-53

4.

3.3 雷达回波计算53-55

4.4 GPU加速解决案例55-58

4.1 算法描述55-57

4.2 仿真效果与浅析57-58

4.5 本章小结58-59

第五章 仿真系统与测试59-65

5.1 AESS系统总体描述59-62

5.2 WXR功能描述与仿真效果62-64

5.3 本章小结64-65

第六章 总结与展望65-67

6.1 全文总结65

6.2 探讨展望65-67

参考文献67-71
致谢71-72
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文72