通用遥感卫星基带数据二级并行处理算法设计与实现

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英文篇名：Design and Implementation of Two-level Parallel Processing Algorithm for Baseband Data of General Remote Sensing Satellite 作者：张人愉 ; 李景山 英文作者：ZHANG Renyu;LI Jingshan;Institute of Remote Sensing and Digital Earth,Chinese Academy of Sciences;The University of Chinese Academy of Sciences; 关键词：卫星基带数据处理 ; 实时处理 ; 并行计算 ; MPI ; OpenMP 英文关键词：baseband data processing;;real-time processing;;parallel computing;;MPI;;OpenMP 中文刊名：遥感信息 英文刊名：Remote Sensing Information 机构：中国科学院遥感与数字地球研究所;中国科学院大学; 出版日期：2019-06-20 出版单位：遥感信息 年：2019 期：03 语种：中文; 页：58-65 页数：8 CN：11-5443/P ISSN：1000-3177 分类号：TP79;P237

摘要

针对星上高速率下传的遥感数据,为实现地面基带数据处理系统的快速实时处理,本文设计和实现了一种通用的遥感卫星基带数据的二级并行处理算法。该算法利用外部配置和软件设计模式的方式解决了通用性设计,利用高性能计算技术实现基带数据快速处理。通过对卫星地面基带数据处理在不同卫星中的差异性进行分析,合理设计了外部配置文件和软件抽象模型;对卫星基带数据处理过程中计算最复杂的解压缩部分,利用MPI+OpenMP并行编程技术,提高了基带数据处理速度。实验结果表明,本文算法具有良好的通用性和扩展性,可通过设置配置文件和极少改变原有代码的情况下实现了资源三号卫星1、2星的处理;此外,本算法在5台各配置2个4核Intel Xeon E5620处理器的刀片服务器上实现了450Mbit/s的双通道数据快速实时处理,具有良好的性能。
        In order to implement the rapid real-time processing of the ground baseband data processing system,ageneric two-level parallel processing algorithm for the baseband data of remote sensing satellites is designed and realized in this paper.The algorithm uses the external configuration and software design patterns to solve the universal design,and it uses highperformance computing technology to achieve rapid processing of baseband data.Based on the analysis of satellite terrestrial baseband data processing differences in different satellites,the external configuration files and software abstraction model are reasonably designed.For the most complex decompression part in satellite baseband data processing,MPI+ OpenMP parallel programming is used to improve the baseband data processing speed.Experimental results show a good generalization and extensibility.The proposed algorithm is capable of processing ZY-3 Aand ZY-3 Bdata by setting configuration files with fixed codes.In addition,450 Mbit/s dual-channel data is quickly real-time processed on blade servers configured with two Quad-core Intel Xeon E5620 processors for good performance.

引文

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