并行計(jì)算技術(shù)在匹配場(chǎng)聲源定位中的應(yīng)用研究.pdf

1、匹配場(chǎng)聲源定位使用全波海洋聲傳播模型代替簡(jiǎn)化平面波聲傳播模型，能夠突破傳統(tǒng)被動(dòng)定位方法的定位距離有限的局限，正確估計(jì)遠(yuǎn)程和超遠(yuǎn)程聲源的距離和深度，是水聲學(xué)研究的熱點(diǎn)內(nèi)容之一。但由于水聲環(huán)境十分復(fù)雜，匹配場(chǎng)定位方法面臨著計(jì)算量大、耗時(shí)長(zhǎng)、占用存儲(chǔ)空間大等問(wèn)題，不能快速為仿真環(huán)境提供數(shù)據(jù)支持，因此本文將并行處理技術(shù)引入到匹配場(chǎng)聲源定位中，將處理任務(wù)合理地分配到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的多個(gè)處理機(jī)上，使其在較短的時(shí)間內(nèi)協(xié)同完成處理任務(wù)，從而加快計(jì)算速度。<

2、br>　　 本文深入研究并分析了匹配場(chǎng)處理中存在固有的并行性，搭建了匹配場(chǎng)聲源定位的并行計(jì)算平臺(tái)，詳細(xì)介紹了匹配場(chǎng)聲源定位算法的并行化方法。針對(duì)匹配場(chǎng)聲源定位的特點(diǎn)，本文使用了區(qū)域分解法(SD)和頻率分解法(FD)兩種并行方式進(jìn)行計(jì)算，前者主要開(kāi)發(fā)網(wǎng)格點(diǎn)間處理任務(wù)的數(shù)據(jù)并行性，后者主要開(kāi)發(fā)不同頻率點(diǎn)間處理任務(wù)的數(shù)據(jù)并行性，并以互聯(lián)的雙核PC機(jī)作為并行計(jì)算硬件平臺(tái)，選用Windows XP操作系統(tǒng)、FORTRAN編譯器，在MPI并行環(huán)境

3、中對(duì)并行算法進(jìn)行測(cè)試和相應(yīng)的分析。
　　 為了進(jìn)一步提高計(jì)算效率，本文引入了并行遺傳算法作為匹配場(chǎng)聲源定位的尋優(yōu)工具，跟據(jù)匹配場(chǎng)處理的實(shí)際特性，對(duì)并行遺傳算法的操作算子及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了合理設(shè)計(jì)，使其快速收斂到最優(yōu)值，采用島嶼模型完成進(jìn)程間的相互通信，并分析對(duì)比了算法的通信特性對(duì)求解問(wèn)題的計(jì)算效率和精度的影響。
　　 本文對(duì)并行算法進(jìn)行了詳細(xì)的仿真實(shí)驗(yàn)分析，分別從并行算法的程序運(yùn)行時(shí)間、通信時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)、加速比及并行效率幾方面