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相干测风激光雷达中多核DSP并行风速反演算法的实现
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:《红外与激光工程》
  • 时间:0
  • 分类:TN958.98[电子电信—信号与信息处理;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]中国科学技术大学地球和空间科学学院,安徽合肥230026, [2]江西省智成测控技术研究所有限责任公司,江西南昌330096
  • 相关基金:国家自然科学基金(41174130,41227804)
中文摘要:

针对高重复频率相干测风激光雷达中风速反演时数据量大、计算量大、实时性要求高等问题提出了基于多核数字信号处理器(DSP)的并行风速反演算法。该算法的核心思想是,利用高速数据处理板卡DSPC-8681上的4颗8核DSP处理器采用单指令多数据流的方式进行并行计算和同步,使用最大似然离散谱峰值计算出视向风速。在激光脉冲重复频率为10 kHz的条件下实现了相干测风激光雷达中实时的风速反演。通过实验验证,激光雷达的视向探测距离达到3 600 m,距离分辨率为60 m,风速测量范围为±30 m/s,时间分辨率为1 s,转动圆盘校准的速度测量精度优于0.48 m/s。

英文摘要:

In order to solve the problems of huge volume backscattering signal data and time-consuming calculations when retrieving wind velocity in high repetition frequency coherent lidar, a parallel retrieval algorithm based on multicore Digital Signal Processor (DSP) was proposed. In this algorithm, a high performance DSPC-8681 card integrating four Texas Instruments (TI) TMS320C6678 processor with eight cores in each processor was employed. The digital data from Analog-to-Digital Convertor (ADC) was allocated equally to each core in each processor and way. The wind velocity was retrieved by maximum processed in Single Instruction Multiply Data(SIMD) likelihood discrete spectrum peak estimation. On the condition of 10 000 pulses accumulation, the time resolution of 1 s was realized. The performances of the developed coherent wind lidar are demonstrated by experiments, which are listed as follow: detection range in line of sight is 3 600 m; range resolution is 60 m; velocity range is±30 m/s; time resolution is 1 s; velocity accuracy by rotating hard target is better than 0.48 m/s.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17466