[发明专利]一种基于通用计算显卡的多普勒数据处理方法

权利要求书

1.一种基于通用计算显卡的多普勒数据处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，对连续电波数据流进行分段处理获得电波信号数据段，建立随时间变化的电波信号数据模型；

步骤2，根据电波信号数据模型构建用于微分演化算法的目标函数；

步骤3，设置微分演化算法的初始参数、控制参数以及运行时自动参数；

步骤4，利用通用计算显卡的多线程并行加速对各个电波信号数据段进行微分演化算法处理；

步骤1中，建立随时间变化的电波信号数据模型的具体步骤为：

首先，将电波信号数据段的通过有限项泰勒多项式展开为：

式(1)中，t为数据时间点，t∈[-T/2,T/2]，T为电波信号数据段的长度，电波信号数据段为中心为时间零点；

然后，以n＝3建立电波信号数据模型，通过相位展开式(1)，得到电波信号数据模型为：

式(2)中，c_0～3为泰勒展开系数：

式(2)中，c₄,c₅为信号线性幅度参数。

2.根据权利要求1所述的基于通用计算显卡的多普勒数据处理方法，其特征在于，步骤2中，根据电波信号数据模型构建用于微分演化算法的目标函数为：

式(4)中，F_obj(c_k)为目标函数，c_k为待拟合参数向量，s_i为电波信号数据段中采样量化数据点，N为采样量化数据点数，σ_i为数据点的标准偏差，s(c_k,t_i)为式(2)构建的电波信号数据模型，当待拟合参数向量c_k满足收敛条件时，式(4)给出噪声功率。

3.根据权利要求2所述的基于通用计算显卡的多普勒数据处理方法，其特征在于，步骤3中，微分演化算法的初始参数具体设置为：

c₀为电波信号数据段中心的瞬时相位，c₀的估值范围设置为[0,2π]；

c₁为电波信号数据段中心的瞬时频率，抽取电波信号数据段中心的一段数据使用FFT计算其频率，c₁的估值范围设置为FFT计算频率的±10％；

c₂为电波信号数据段中心的瞬时相位的二阶导数，使用FFT计算电波信号数据段中心邻域内的频率序列，利用五点差分方法得到电波信号数据段中心相位的二阶导数φ²(0)，再通过式(3)计算c₂，范围设置为c₂的±10％；

c₃为电波信号数据段的瞬时相位的三阶导数，设置范围为[-50,50]；

c₄为电波信号数据段的幅度，利用FFT估算信号幅度，范围设置为估算值的±10％；

c₅为电波信号数据段内信号的斜率，范围设置为

4.根据权利要求2所述的基于通用计算显卡的多普勒数据处理方法，其特征在于，步骤3中，微分演化算法的控制参数具体设置为：

种群数量np＝200；参数个数，即问题的维数dim_xc＝6；种群进化策略strategy＝3；迭代显示频率refresh＝5；目标函数期望值vtr＝0；加权因子cr_xc＝0.85；缩放因子f_xc＝0.5；用于进化策略控制和IO控制参数method＝[0,0,0]。