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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的重力异常计算系统，该系统包括：模型构建模块负责构建重力异常模型；数据采集模块用于采集计算重力异常相关数据；迭代控制模块负责生成和管理迭代序列，确保整个递推过程按照预定顺序高效进行，通过计数器和状态机根据输入参数调整迭代次数和步长参数；第一计算模块利用FPGA的并行处理能力执行缔合勒让德函数的递推计算，包括多项式的乘法、加法和除法操作，并采用流水线技术和分布式算法优化性能；结果选取模块从多个递推结果中选取用户需求或系统要求的值；第二计算模块用于计算重力异常。本发明具有高速的计算性能和更高的计算精度，降低了功耗，这对于实时处理或快速解决大规模数值问题具有重要意义。

主权项：1.一种基于FPGA的重力异常计算系统，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，确定重力异常模型；其中，所述重力异常模型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观测数据和地球椭球参数，并将重力观测数据和地球椭球参数通过坐标转换方法转换为地心余纬、地心经度和地心向径；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；该迭代控制模块使用计数器和状态机根据输入参数调整迭代次数和步长参数，以适应不同的计算需求；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，以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列推计算分配到FPGA上，使用FPGA内部的存储资源作为数据缓存，对传入数据依次进行计算并暂存于FPGA的寄存器中，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列推并行计算，同时处理多个计算任务，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重力异常模型，获取目标检测点的重力异常。

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