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申请/专利权人：浙江科技大学

摘要：本发明公开了一种基于FPGA的大地水准面差距计算系统，该系统包括：模型构建模块负责构建大地水准面差距模型；数据采集模块用于采集计算大地水准面差距相关数据；迭代控制模块负责生成迭代序列并控制计算流程，确保计算按照预定顺序高效进行；第一计算模块利用FPGA的并行处理能力和高速度运算的特点，执行缔合勒让德函数的标准前向行推计算，采用流水线技术和分布式方法优化性能；结果选取模块根据需要从多个递推结果中选取特定值，以满足不同的应用需求；第二计算模块用于计算大地水准面差距。本发明能够实现超高阶次的函数值计算，提高了计算速度和计算精度，降低了功耗，适用于需要实时处理或快速解决大规模数值的领域，灵活性高。

主权项：1.一种基于FPGA的大地水准面差距计算系统，其特征在于，基于FPGA开发板实现，且采用流水线设计模式，所述系统包括：模型构建模块，用于基于地球重力场的球谐展开理论，确定大地水准面差距模型；其中，所述大地水准面差距由球谐系数和对应的缔合勒让德函数表示；数据采集模块，用于采集检测点的重力场观测数据和地球椭球参数，并将其通过坐标转换方法转换为地心余纬、地心经度和地心向径；其中，所述重力场观测数据包括卫星重力测量数据和地面重力测量数据；迭代控制模块，用于负责生成和管理整个递推过程的迭代序列并精准控制第一计算模块执行缔合勒让德函数标准前向列推法的递推计算过程，以确保缔合勒让德函数的整个递推过程按照预设的顺序高效进行；该迭代控制模块通过使用状态机和计数器协同工作，以共同控制迭代过程的进行；该迭代控制模块根据输入的参数动态调整迭代次数和步长参数，以适应不同计算场景的需求；该迭代控制模块通过采用流水线设计模式对输入数据进行冗余计算并在各个分级插入寄存器暂存中间数据，确定缔合勒让德函数的数据流信息和或控制流信息；第一计算模块，用于根据数据流信息和或控制流信息，采用流水线设计模式和分布式方法将缔合勒让德函数的标准前向行推计算分配到FPGA上，使用FPGA内部的存储资源作为数据缓存，以便中间结果的快速存取，输入暂存中间数据，利用FPGA的并行处理能力执行缔合勒让德函数的标准前向行推计算过程，并行处理多个计算任务，包括多项式的乘法、加法和除法操作，以完成缔合勒让德函数的并行计算；结果选取模块，用于根据迭代控制模块的指示在第一计算模块的并行计算结果中选取对应的缔合勒让德函数值；该结果选取模块设有多路选择器和缓冲区，以便实时存储和输出所需的并行计算结果；和第二计算模块，用于根据数据采集模块采集到的数据和结果选取模块输出的缔合勒让德函数结果计算模型构建模块所构建的大地水准面差距模型，获取目标检测点的大地水准面差距。

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