[发明专利]基于GPU并行计算的卫星碰撞预警方法在审
| 申请号： | 202210744069.X | 申请日： | 2022-06-27 |
| 公开（公告）号： | CN115033384A | 公开（公告）日： | 2022-09-09 |
| 发明（设计）人： | 袁春强 | 申请（专利权）人： | 国晟皓星（苏州）航天科技有限公司 |
| 主分类号： | G06F9/50 | 分类号： | G06F9/50;G06T1/20 |
| 代理公司： | 苏州九方专利代理事务所(特殊普通合伙) 32398 | 代理人： | 张文婷 |
| 地址： | 215400 江苏省苏州市太仓市太*** | 国省代码： | 江苏;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 基于 gpu 并行 计算 卫星 碰撞 预警 方法 | ||
1.一种基于GPU并行计算的卫星碰撞预警方法，其特征在于，通过将每一对卫星的碰撞检测过程作为一个单独的线程，部署至GPU运行，具体包括以下步骤：
步骤S1：利用半长轴和偏心率挑选出不存在碰撞风险的卫星对；
步骤S2：利用轨道倾角、升交点和降交点挑选出不存在碰撞的卫星对；
步骤S3：计算卫星对的距离时间序列，通过距离序列判断两者是否存在接近的可能；
步骤S4：当所有线程完成计算后，将所有卫星对的线程的碰撞计算结果从GPU的显存传递到内存，在CPU上汇总形成碰撞预警分析报告。
2.根据权利要求1所述的基于GPU并行计算的卫星碰撞预警方法，其特征在于：在所述步骤1中，利用卫星的初始时刻的轨迹数据拟合卫星对的轨道根数，进而根据半长轴和偏心率计算卫星的椭圆轨道的半短轴；若一颗卫星的椭圆轨道的半长轴小于另一颗卫星的半短轴，则二者不会发生碰撞风险。
3.根据权利要求1所述的基于GPU并行计算的卫星碰撞预警方法，其特征在于：在所述步骤2中，首先判断卫星对的轨道倾角是否相同，如果轨道倾角不同，再根据升交点和降交点的差异筛选出不存在碰撞风险的卫星对。
4.根据权利要求3所述的基于GPU并行计算的卫星碰撞预警方法，其特征在于：若卫星对的升交点赤经不同，则倾角不同的卫星对不会存在交点。
5.根据权利要求1所述的基于GPU并行计算的卫星碰撞预警方法，其特征在于：在所述步骤S3中，利用显存中的轨迹数据逐点计算卫星对在每个时刻的距离，通过距离判断两者是否存在接近的可能：当存在距离小于预设的安全距离时，记录可能发生碰撞的时间和距离。
6.根据权利要求1所述的基于GPU并行计算的卫星碰撞预警方法，其特征在于：所述卫星包括人造卫星及在轨物体。
7.根据权利要求4所述的基于GPU并行计算的卫星碰撞预警方法，其特征在于：所述在轨物体包括空间站及不等大小的空间碎片。
8.根据权利要求1所述的基于GPU并行计算的卫星碰撞预警方法，其特征在于：所述碰撞检测过程完全运行在GPU上，并采用基于CUDA框架进行并行计算。
9.根据权利要求1所述的基于GPU并行计算的卫星碰撞预警方法，其特征在于：所述卫星的运动轨迹是等时间步长的位置和速度序列。
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