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基于OpenMP的短波射线追踪并行计算

2012-07-05王俊江许利军焦培南

中国电子科学研究院学报 2012年1期
关键词:程序模型

王俊江,许利军,柳 文,焦培南

(1.中国电波传播研究所,山东 青岛 266071;2.电波环境特性及模化技术国家重点验室,山东 青岛 266071;3.新乡学院,河南 新乡 453003)

0 引言

短波射线追踪技术能够比较真实地反应无线电波在电离层中的传播轨迹,是研究电离层电波传播效应的有效工具,能够计算无线电波经过电离层到达目标的群路径、相路径、方位角、地面距离、反射高度、入射仰角和电离层传播模式等电波传播参数,在电离图反演、电离图合成等方面越来越受到不同学者的青睐[1~5]。数值射线追踪可以得到相当精确的计算结果,但计算量一般很大,很难应用到工程中。为了在精度和时间上取得一个均衡,人们研究了多种方法,但一般都是二维射线追踪并且做某种程度的简化,在文献[5,6]中给出了三维射线追踪的快速计算方法,但没有考虑在多CPU多核情况下的并行计算,经过检索尚未发现把并行化计算引入三维短波射线追踪的文献。

OpenMP并行计算技术是针对共享内存多处理器体系结构的可移植并行编程模型,能够支持并行计算时对线程和变量的灵活设计和控制。对比操作系统平台上的多线程编程步骤,应用OpenMP的过程更为简便[7,8]。近年来随着多核 CPU的不断发展,OpenMP已受到越来越多的重视。

从Hasgrove方程出发,实现了考虑地磁场情况下的三维射线追踪,利用多核处理器的计算机开展了短波三维射线追踪的OpenMP并行算法研究,并以准抛物电离层模型为例进行仿真计算。仿真结果证明了该算法的有效性,展示了该算法的应用前景。……

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