基于OpenVPX架构的地理网格投票装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于OpenVPX架构的地理网格投票装置。该装置包括VPX机箱与设置在VPX机箱前端的OpenVPX开放式平台，VPX机箱内设置有VPX背板，VPX背板上配置有多个功能模块，VPX背板为各个功能模块提供互联，多个功能模块分别包括交换模块、控制模块以及多个GPU处理模块。本发明专利技术通过以OpenVPX标准的开放式平台架构作为装置支撑，通过控制模块对实时采集的数据进行分割并分配给多个GPU处理模块并行处理，实现了大数据量吞吐和传输能力，有效地提高了数据传输速率以及数据交互和处理能力，极大地提高了装置计算效率。大地提高了装置计算效率。大地提高了装置计算效率。

【技术实现步骤摘要】
基于OpenVPX架构的地理网格投票装置


[0001]本专利技术涉及电子信号被动探测
，尤指一种基于OpenVPX架构的地理网格投票装置。

技术介绍

[0002]星载电子信号探测通过被动接收雷达等辐射源发射的电磁信号分析其电磁参数和位置信息，是实现目标探测和地表电磁环境监测的重要手段。星载电子信号探测覆盖范围广、同时获取的雷达辐射源信号脉冲数量非常多，如何实现雷达辐射源脉冲信号分选和辐射源定位，分离各辐射源脉冲信号并获取其位置信息尤为重要。
[0003]为解决上述问题，相关技术中基于旋转干涉仪定位来实现雷达辐射源脉冲信号分选、定位。该方法可以基于卫星轨道和旋转干涉仪角度构建地理网格，根据干涉仪相位将各雷达辐射源脉冲信号投票到对应网格，若为真实辐射源位置则会出现峰值，从而实现辐射源的分选，并进一步根据投票结果对辐射源进行解模糊定位。
[0004]然而，由于被动探测获取的脉冲密度非常高，同时电子信号探测的覆盖范围广，覆盖的地理网格空间大，构建全视场内的地理网格并对所有脉冲进行投票的计算量非常庞大，降低数据处理速率。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术提供了一种基于OpenVPX架构的地理网格投票装置，以期至少部分解决上述存在的技术问题。
[0006]本专利技术提供了一种基于OpenVPX架构的地理网格投票装置，包括VPX机箱与设置在VPX机箱前端的OpenVPX开放式平台，VPX机箱内设置有VPX背板，VPX背板上配置有多个功能模块，VPX背板为各个功能模块提供互联，多个功能模块分别包括：交换模块，用于与OpenVPX开放式平台进行数据交互，以实时接收雷达辐射源脉冲信号序列与卫星轨道和星历数据以及输出地理网格投票结果，以及支持各个功能模块之间的数据传输；控制模块，用于将雷达辐射源脉冲信号序列分割为多个雷达辐射源脉冲信号子序列，并将多个雷达辐射源脉冲信号子序列以及卫星轨道和星历数据分配给多个GPU处理模块，以及依据每个GPU处理模块输出的投票矩阵，得到地理网格投票结果；GPU处理模块，用于根据雷达辐射源脉冲信号子序列以及卫星轨道和星历数据进行地理网格投票计算，得到投票矩阵。
[0007]在一些实施例中，控制模块包括：监测单元，用于监测每个GPU处理模块的操作，记录至少一个针对每个GPU处理模块的属性信息；属性信息表征了GPU处理模块中空闲计算资源的大小；以及分配单元，用于依据属性信息将多个雷达辐射源脉冲信号子序列以及卫星轨道和星历数据分配给多个相匹配的GPU处理模块。
[0008]在一些实施例中，雷达辐射源脉冲信号子序列包括多个按照时间顺序排列的雷达辐射源脉冲信号，GPU处理模块包括：生成单元，用于依据卫星轨道和星历数据，以星下点为中心将卫星的覆盖区域划分为N个地理网格，其中N为大于等于1的正整数；计算单元，用于针对第t时刻获取的每个雷达辐射源脉冲信号，依据每个地理网格的地理位置以及第t时刻卫星的位置、旋转干涉仪基线长度和第t时刻旋转干涉仪基线的转角，计算该雷达辐射源脉冲信号来源于每个地理网格时的相位差，得到N个相位差；投票单元，用于针对每个相位差，确定该相位差与真实相位差之间的差值，所述真实相位差从所述雷达辐射源脉冲信号获取；若判断所述差值满足预设阈值，将所述雷达辐射源脉冲信号投票至该相位差对应的地理网格；以及针对雷达辐射源脉冲信号子序列中的每个雷达辐射源脉冲信号，重复执行上述地理网格投票操作，得到投票矩阵。
[0009]在一些实施例中，每个GPU处理模块采用标准的OpenVPX板卡结构，OpenVPX板卡结构包括GPU处理器，GPU处理模块分别与控制模块和交换模块连接。
[0010]在一些实施例中，多个功能模块还包括：存储模块，用于对交换模块、控制模块和多个GPU处理模块实时接收和处理的数据进行缓存。
[0011]在一些实施例中，多个功能模块还包括：电源模块，与VPX背板连接，用于对各个功能模块进行供电。
[0012]在一些实施例中，交换模块和存储模块分别采用标准的3U VPX板卡结构。
[0013]在一些实施例中，控制模块包括FPGA芯片，分别与交换模块、GPU处理模块和存储模块连接。
[0014]本专利技术提供了一种基于OpenVPX架构的地理网格投票装置，其至少具有以下优势：本专利技术通过以OpenVPX标准的开放式平台架构作为装置支撑，通过控制模块对实时采集的数据进行分割并分配给多个GPU处理模块并行处理，实现了大数据量吞吐和传输能力，有效地提高了数据传输速率以及数据交互和处理能力，极大地提高了装置计算效率。
附图说明
[0015]为进一步说明本专利技术的
技术实现思路
，以下将结合实例及附图来详细说明，其中：图1是本专利技术实施例的基于OpenVPX架构的地理网格投票装置的示意性框图；图2是本专利技术实施例的交换模块的硬件设计示意图；图3是本专利技术实施例的控制模块的硬件设计示意图；图4是本专利技术实施例的GPU处理模块的硬件设计示意图。
[0016]附图标记说明：11、VPX机箱，12、OpenVPX开放式平台，13、VPX背板，21、控制模块，22、交换模块，23、GPU处理模块，24、存储模块，25、电源模块。
具体实施方式
[0017]下面将结合实施例和实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基
于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]相关技术在基于旋转干涉仪定位来实现雷达辐射源脉冲信号分选、定位的过程中，通常由于被动探测获取的脉冲密度非常高，同时电子信号探测的覆盖范围广，覆盖的地理网格空间大，导致构建全视场内的地理网格并对所有脉冲进行投票的计算量非常庞大，不仅影响数据传输速率，而且降低数据处理速率。有鉴于此，本专利技术提供了一种基于OpenVPX架构的地理网格投票装置，以期至少部分解决上述存在的技术问题。
[0019]图1是本专利技术实施例的基于OpenVPX架构的地理网格投票装置的示意性框图。本专利技术所称OpenVPX架构例如可以是OpenVPX标准的开放式平台架构，或者可以采用其他形式的OpenVPX架构，本专利技术对此不做限定。上述OpenVPX架构与传统的OpenVPX架构相同或类似，具体不做赘述。可以理解，图1中所示仅是示例性的，本专利技术的方案并非仅限于此。可以根据实际情况对图1中各模块进行适应性调整，例如可以调整GPU处理模块的数量，以提高装置实时数据处理能力。
[0020]如图1所示，基于OpenVPX架构的地理网格投票装置包括VPX机箱11与设置在VPX机箱11前端的OpenVPX开放式平台12，VPX机箱11内设置有VPX背板13，VPX背板13上配置有多个功能模块，VPX背板13为各个功能模块提供互联，多个功能模块分别包括交换模块22、控制模块21、多个GPU处理模块23、存储模块24以及电源模块25。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于OpenVPX架构的地理网格投票装置，其特征在于，包括VPX机箱与设置在所述VPX机箱前端的OpenVPX开放式平台，所述VPX机箱内设置有VPX背板，所述VPX背板上配置有多个功能模块，所述VPX背板为各个功能模块提供互联，所述多个功能模块分别包括：交换模块，用于与所述OpenVPX开放式平台进行数据交互，以实时接收雷达辐射源脉冲信号序列与卫星轨道和星历数据以及输出地理网格投票结果，以及支持各个功能模块之间的数据传输；控制模块，用于将所述雷达辐射源脉冲信号序列分割为多个雷达辐射源脉冲信号子序列，并将所述多个雷达辐射源脉冲信号子序列以及所述卫星轨道和星历数据分配给多个GPU处理模块，以及依据每个所述GPU处理模块输出的投票矩阵，得到地理网格投票结果；GPU处理模块，用于根据所述雷达辐射源脉冲信号子序列以及所述卫星轨道和星历数据进行地理网格投票计算，得到投票矩阵。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述控制模块包括：监测单元，用于监测每个所述GPU处理模块的操作，记录至少一个针对每个所述GPU处理模块的属性信息；所述属性信息表征了所述GPU处理模块中空闲计算资源的大小；以及分配单元，用于依据所述属性信息将所述多个雷达辐射源脉冲信号子序列以及所述卫星轨道和星历数据分配给多个相匹配的GPU处理模块。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述雷达辐射源脉冲信号子序列包括多个按照时间顺序排列的雷达辐射源脉冲信号，所述GPU处理模块包括：生成单元，用于依据所述卫星轨道和星历数据，以星下点为中心将卫星的...

【专利技术属性】
技术研发人员：关欣，胡玉新，张凯，丁昊，林智莘，王振舟，孙蕊，丁赤飚，
申请(专利权)人：中国科学院空天信息创新研究院，
类型：发明
国别省市：