CN108107456B - 实时获取外部轨迹gpu实时生成导航仿真信号的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实时获取外部轨迹GPU实时生成导航仿真信号的方法，首先创建一片连续的内存作为与GPU的共享内存，用户轨迹实时的从共享内存M1传入到GPU中，在GPU中创建计算导航信号线程Thread1和控制计算导航信号线程Thread2，GPU中的控制计算导航信号线程Thread2检测到共享内存M1中控制GPU信号计算线程的参数已经发生变化后，从共享内存M1中B块读取用户轨迹参数到GPU显存，并传递计算导航信号标记给计算导航信号线程Thread1，计算导航信号线程Thread1等到计算导航信号标记后，计算导航信号线程Thread1进行卫星导航信号计算；信号仿真导航信号计算线程Thread1计算导航信号过程中将生成的信号仿真数据写回到共享内存M1中的C块。通过上述方式，本发明能够保证信号计算生成的实时性。
Description
技术领域
本发明涉及卫星导航实时闭环领域，特别是涉及一种实时获取外部轨迹GPU实时生成导航仿真信号的方法。
背景技术
随着卫星导航在各个领域的广泛应用，有些领域比如火箭发射的模拟导航、与惯性导航相互验证的模拟导航都对卫星导航实时闭环提出了需求，由于这些应用场景下，物体的运动轨迹属于高动态范畴，所以要求卫星导航仿真系统的轨迹采样率比较高。并且要求仿真用户轨迹实时传入实时产生卫星导航信号。
目前从外部传入数据到GPU进行并行计算的时间，经过操作系统调用GPU的API，每一次执行的时间总是不一样，抖动大，抖动范围从200微秒至2秒不等，不能满足实时性的需求。原因是Windows或Linux等操作系统只是软实时操作系统，不能保证硬实时性。
发明内容
本发明的目的是提供一种实时获取外部轨迹GPU实时生成导航仿真信号的方法，其基本思路是：外部用户轨迹实时的从操作系统内存传入到GPU中，并且GPU实时使用外部轨迹进行卫星导航信号的仿真计算。本发明能够解决在Windows或Linux等操作系统下，外部轨迹传入到操作系统内存、到GPU通过计算产生信号的时间有比较大的抖动，超过实时闭环的信号时间要求的问题。
为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：
实时获取外部轨迹GPU实时生成导航仿真信号的方法，包括以下步骤：
S1，选择Windows或者Linux作为桌面操作系统；如果选择Windows，则在Windows下安装IntervalZero RTX64实时系统；如果选择Linux，则在Linux下安装实时补丁包；
在选择的桌面操作系统中使用网络或者RFM5565反射内存卡传递用户轨迹数据；
S2，主机桌面程序申请一片连续的内存作为与GPU的共享内存，该共享内存称为M1；该共享内存M1划分为A、B、C三块，A块存储控制GPU计算线程的参数，B块存储用户轨迹，C块存储信号数据。
S3，启动GPU程序，映射共享内存M1到GPU程序，在GPU中创建计算导航信号线程Thread1和控制计算导航信号线程Thread2，并且这两个线程都无限循环，直至共享内存M1中的退出标记为退出状态时才退出；其中计算导航信号线程Thread1的循环中等待控制计算导航信号线程Thread2中给出的计算导航信号标记；控制计算导航信号线程Thread2的循环中等待共享内存M1中控制GPU计算线程的参数。
S4，创建Windows或Linux实时进程，收到RFM5565反射内存卡或者网络传递过来的用户轨迹数据后，将用户轨迹数据复制到共享内存M1中的B块，并修改共享内存M1中A块的控制GPU计算线程的参数；
S5，GPU中的控制计算导航信号线程Thread2检测到共享内存M1中控制GPU计算线程的参数已经发生变化后，从共享内存M1中B块读取用户轨迹参数到GPU显存，传递计算导航信号标记给计算导航信号线程Thread1，计算导航信号线程Thread1进行卫星导航信号计算。信号仿真导航信号计算线程Thread1计算导航信号过程中将生成的信号仿真数据写回到M1中的C块
相对于现有技术，本发明产生了以下有益技术效果：
本发明其步骤S4能够保证用户轨迹传入到仿真系统的实时性，抖动范围在75us以内，步骤S3、S5能够保证GPU实时响应计算导航信号，抖动范围在75us以内，综合起来，本发明能够保证从获取轨迹到计算卫星导航信号的实时性，抖动范围在150us以内。
附图说明
图1是实施例的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
请参阅图1，本发明一种实时获取外部轨迹GPU实时生成导航仿真信号的方法，其能够解决桌面操作系统和GPU生成卫星导航仿真信号时间抖动的问题，其流程图如图1所示，包括以下步骤：
S1：选择Windows为桌面操作系统，在windows下安装IntervalZero RTX64实时系统，安装RFM5565反射内存卡。
S2：主机桌面程序申请一片连续内存空间作为与GPU的共享内存，该共享内存称为M1。共享内存M1划分为A、B、C三块，A块存储控制GPU计算线程的参数，B块存储用户轨迹，C块存储信号数据。
S3:启动GPU程序，映射共享内存M1到GPU程序，在GPU中创建计算导航信号线程Thread1和控制计算导航信号线程Thread2，并且这两个线程都无限循环，直至共享内存M1中的退出标记为退出状态时才退出。
其中计算导航信号线程Thread1的循环中等待控制计算导航信号线程Thread2中给出的计算导航信号标记；控制计算导航信号线程Thread2的循环中等待共享内存M1中控制GPU计算线程的参数；
S4：创建Windows实时进程B，收到RFM5565反射内存卡传递过来的用户轨迹数据后，将用户轨迹数据复制到共享内存M1中的B块，并修改共享内存M1中A块的控制GPU计算线程的参数。
S5:GPU中的控制计算导航信号线程Thread2检测到共享内存M1中控制GPU计算线程的参数已经发生变化后，从共享内存M1中B块读取用户轨迹参数到GPU显存，并传递计算导航信号标记给计算导航信号线程Thread1，计算导航信号线程Thread1等到计算导航信号标记后，计算导航信号线程Thread1进行卫星导航信号计算；信号仿真导航信号计算线程Thread1计算导航信号过程中将生成的信号仿真数据写回到共享内存M1中的C块。
以上包含了本发明优选实施例的说明，这是为了详细说明本发明的技术特征，并不是想要将发明内容限制在实施例所描述的具体形式中，依据本发明内容主旨进行的其他修改和变型也受本专利保护。本发明内容的主旨是由权利要求书所界定，而非由实施例的具体描述所界定。
Claims (1)
1.实时获取外部轨迹GPU实时生成导航仿真信号的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，选择Windows或者Linux作为桌面操作系统；如果选择Windows，则在Windows下安装IntervalZero RTX64实时系统；如果选择Linux，则在Linux下安装实时补丁包；
在选择的桌面操作系统中使用网络或者RFM5565反射内存卡传递用户轨迹数据；
S2，主机桌面程序申请一片连续的内存作为与GPU的共享内存，该共享内存称为M1；该共享内存M1划分为A、B、C三块，A块存储控制GPU计算线程的参数，B块存储用户轨迹，C块存储信号数据；
S3，启动GPU程序，映射共享内存M1到GPU程序，在GPU中创建计算导航信号线程Thread1和控制计算导航信号线程Thread2，并且这两个线程都无限循环，直至共享内存M1中的退出标记为退出状态时才退出；其中计算导航信号线程Thread1的循环中等待控制计算导航信号线程Thread2中给出的计算导航信号标记；控制计算导航信号线程Thread2的循环中等待共享内存M1中控制GPU计算线程的参数；
S4，创建Windows实时进程或Linux实时进程，收到RFM5565反射内存卡或者网络传递过来的用户轨迹数据后，将用户轨迹数据复制到共享内存M1中的B块，并修改共享内存M1中A块的控制GPU计算线程的参数；
S5，GPU中的控制计算导航信号线程Thread2检测到共享内存M1中控制GPU计算线程的参数已经发生变化后，从共享内存M1中B块读取用户轨迹参数到GPU显存，并传递计算导航信号标记给计算导航信号线程Thread1，计算导航信号线程Thread1等到计算导航信号标记后，计算导航信号线程Thread1进行卫星导航信号计算；信号仿真导航信号计算线程Thread1计算导航信号过程中将生成的信号仿真数据写回到共享内存M1中的C块。
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