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[硕士论文] 纪昌武
电子与通信工程 电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:未来的战场随着电子设备大量应用,战场电磁环境变得越来越复杂。这对目标信息的准确获取的难度越来越大。各国都十分重视对复杂电磁环境分析方面的研究,而国内的研究才起步不久,还有许多问题需要解决。针对这个现状,本文参考国内外的相关研究成果,深入研究基于大数据挖掘的复杂电磁环境中目标定位问题,本课题也是首次将数据挖掘相关理论算法应用于分析复杂电磁问题,研究目标定位干扰模型中的一些关键技术,为电磁模型的分析提供一种优化方法。
  本课题首先研究目标定位干扰模型仿真计算加速方法,针对时域有限差分方法(FDTD)特点,提出 MPI+OpenMP混合技术的并行计算模型和实现的计算流程,以及对并行算法的性能进行分析,加速效果明显。接着研究基于概率模型的方法在目标定位中的应用,主要研究基于粒子滤波器的蒙特卡洛定位法,提出该定位算法的实现方案,并与其他方法进行比较,该方法能够更为高效地实现定位。
  本文研究的各关键技术可应用于目标定位的干扰模型分析,本文主要的研究成果如下。
  (1)提出基于MPI+OpenMP混合技术的FDTD并行计算方案。研究了并行算法的约束条件,并在Visual C++平台下实现并行算法,并进行实际电磁仿真测试,计算分析表明该并行技术的高效性。
  (2)提出基于非均匀有理B样条(NURBS)方法的模型表面建模及遮挡判断方法。研究模型表面采样点坐标参数、切向单位矢量和法向单位矢量计算方法,通过MATLAB编程并计算相关算例。研究NURBS参数表面模型上处理源点、场点的遮挡判断方法,和基于NURBS曲面的反射寻迹方法,计算结果与参考文献进行对比验证,验证了本文算法有效性。
  (3)首次把数据挖掘粗糙集理论算法应用到复杂电磁模型的分析,侧重分析基于邻域模型的前向贪心数值约简的加速效果,并将算法应用到不同辐射源产生的大数据集的约简计算,并进行分析,结果表明,本文提出的数据挖掘算法在复杂电磁问题的分析是可行的。
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