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飞机环境监视系统（AESS）由机载气象雷达（WXR）、地形感知与告警系统（TAWS）、空中交通预警与防撞系统（TCAS）和S模式应答机四部分组成，是大型民用飞机航空电子系统的重要组成部分。它可以为飞行员提供空中交通、气象、地形和危险告警等信息，增强其对空中环境的感知能力，有效提高飞行安全。本文围绕机载气象雷达子系统展开研究，建立了基于CPU+GPU异构并行计算平台的数字化机载气象雷达仿真系统，文章内容主要包含以下四个方面：1.以气象雷达方程为基础，根据大气微物理模型和大气粒子散射模型，推导了等效雷达反射率因子的计算公式，用以计算雷达回波信号。2.针对大规模数据的计算要求，提出了并行计算的思想。介绍了GPU通用并行计算的技术框架和CUDA通用计算模型，详细描述了CUDA并行计算的编程模型、软件环境、存储器模型和执行模型。介绍了粒子邻居搜索算法在雷达回波扫描中的应用，以及该算法在CPU和GPU上的实现过程，并给出了实验结果。3.采用基于卫星图像的三维云场重建方法构建气象雷达的环境数据，并建立了雷达扫描模型，针对雷达仿真过程中“高速度，低精度”的特点，提出了CPU+GPU异构并行的解决方案。4.介绍了AESS仿真测试系统的组成和功能描述，给出了机载气象雷达在测试系统中的仿真效果图。