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合成孔径雷达成像处理的并行实现方法

一、引言合成孔径雷达(SAR)成像处理的运算量和存储量都很大,B在许多应用领域要求能实现准实时甚至全实时的成像处理,年台计算机显然不能满足这一要求,需要采用SAR专用信号处理机、并行机或群机系统进行成像处理‘”‘’超大规模并行机(**P)是目前的研究热点,它具有高通信带宽和通信速率、分布式存储及易扩展等许多优点l’l,能有效地实观SAR成像处理的并行计算。随着微电子技术、计算机技术和网络技术的飞速发展,计算机群机系统也是实观并行计算的有效途径。SAR的成像处理算法通常采用距离/多卜勒(RjD)算法’‘’],该算法的主要优点是容易在频域内完成距离徒动校正和方位维聚焦处理。本义提出一种实现SAR成像处理的并行RID算法,该算法适合于计算机群机系统和具有二维网格体系结构的MPP并行机,具有较高的并行效率。二、SAR成像原理假设雷达发射线性调频脉冲信号,则目标回波信号可表示:s(x,r)=or(x,r)@h(,r)(l)SAR的成像处理...  (本文共5页) 阅读全文>>

中国科学院研究生院(计算技术研究所)
中国科学院研究生院(计算技术研究所)

一种基于平台的SoPC软硬件协同设计与实现

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)实时成像是距离向与方位向二维匹配滤波过程,可实现全天时、全天候、大面积对地观察和高分辨率成像,在军事、经济和环境等领域有重要应用价值。SAR实时成像数据规模大、计算复杂、处理精度要求高,片上可编程系统(System on a Programmable Chip,SoPC)是基于可编程逻辑器件(Programmable Logic Device,PLD)的SoC,是SAR实时成像系统研究的重要方向。平台是一个软硬件集成的结构,基于平台的设计(Platform-Based Design,PBD)是SoPC的重要设计方法,软硬件协同设计(Hardware-Software Co-design)为其核心技术之一。本文围绕基于Chirp Scaling算法的SAR实时成像的具体应用,系统地研究了基于平台的SAR实时成像SoPC的软硬件协同设计与实现,对系统模型、平台设...  (本文共146页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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机载SAR BP算法成像的运动补偿及GPU并行化实现研究

机载合成孔径雷达(SAR,Synthetic Aperture Radar)后向投影(BP,BackProjection)算法与相比于传统SAR成像算法,该算法具有原理简单,且在成像过程中没有任何近视误差,还有不受SAR成像处理模式的限制的优点,因此对该算法的相关研究具有重要实际应用价值。本文主要研究了机载SAR BP算法成像的运动补偿及其GPU并行化实现的方法,主要内容包括以下几个方面。首先在阐述BP成像算法原理的基础上,从理论上分析BP成像算法的误差来源,得出在实际使用BP算法进行成像的过程中需要进行运动补偿的结论;并用本文所设的雷达参数,通过仿真实验分析了导航设备所允许的误差范围;研究了并行处理技术、GPU结构及CUDA平台的软件模式。然后针对导航设备与BP算法成像时所需要的天线相位中心的位置关系,研究出先将IMU中所得的相关导航数据进行坐标转换至成像坐标系,再采用分段多项式拟合重采样,最终得到雷达平台天线相位中心的方法,...  (本文共84页) 本文目录 | 阅读全文>>

电子科技大学
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机载合成孔径雷达有源干扰方法研究及高效实现

机载SAR是一种功能强大的成像雷达,能够侦察到详细的战场信息并进行实时成像,其优越的性能以及日益广泛的军事应用迫使雷达干扰方必须做出有效的应对,以保护己方目标设施与军事信息安全。本文围绕机载SAR有源干扰方法及其高效实现这一研究课题,主要针对机载SAR易受干扰的薄弱环节及其干扰途径、有源干扰方法及其FPGA高效实现等关键问题开展了相关研究。论文主要工作及成果如下:1.从机载SAR的工作状态出发,分析研究了机载SAR的信号回波模型及基本成像原理,在此基础上从飞行稳定性、脉冲积累效应、信号时频特性、载机平台功率、实时成像要求以及目标环境影响等多方面分析讨论了机载SAR易受干扰的薄弱环节。2.针对机载SAR工作的薄弱环节,从平台特点、信号特性及目标环境等几个思考方向分析了对机载SAR的干扰实施途径,并对干扰功率需求进行了一定的分析,为进一步的机载SAR有源干扰方法的研究与实现提供了依据。3.根据机载SAR信号特点及其干扰机理,分析研究...  (本文共78页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
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合成孔径雷达数据处理应用的细粒度并行算法与结构

合成孔径雷达正朝着高分辨率、大幅宽、多波段、多极化和多工作模式方向发展,随之而来的是数据量和计算量的急剧膨胀。同时,合成孔径雷达应用系统主要运行在飞机、卫星、导弹等特殊环境中,小型化、轻型化、低功耗也是其发展的必然趋势。因此,寻找存储容量大、处理能力强,满足机载、星载、弹载等特殊环境的处理平台,并研究基于该平台的实时处理系统具有重要的理论意义和实际应用价值。本文首先将合成孔径雷达应用分为静态目标成像和运动目标检测成像两类,提取这两类应用中的关键数据处理算法,并分别研究这些关键数据处理的细粒度并行算法与结构。具体的讲,主要进行了如下一些研究:1)鉴于FFT变换算法在合成孔径雷达应用中的基础地位,同时针对系统对不同规模FFT变换的设计与实现需求,本文提出了基于参数化模板FFT细粒度并行算法与结构的设计架构与方法,给出了基于参数化模板设计方法的FFT变换的性能模型和硬件资源使用模型。对该设计架构做进一步扩展就可以作为基于参数化模板的F...  (本文共148页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
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机载合成孔径雷达CS成像算法及其并行性研究

本文围绕着“CS成像算法及共并行性的研究”这一问题,对CS算法和算法并行性及其相关问题展开了研究。在第二章中,分析了并行处理技术的现状、实时信号处理对并行处理的要求、以及并行处理的主要性能指标。第三章深入研究了CS算法成像原理,并在微机上实现了对理想点目标成像;对成像算法中各步骤的运算量和成像的数据量均进行了详细的分析。第四章分别研究了CS算法中的FFT变换和分布式矩阵的转置问题,主要有:(1)对CS算法中运算量最大的步骤FFT变换进行了并行性的提取,并对并行FFT变换的算法性能进行了评估;(2)分析并研究了CS算法中另一不可或缺的步骤——矩阵转置问题,提出矩阵分布、重新分布和局部转置来实现矩阵转置的并行化,并详细分析了矩阵转置的时间耗费问题。第五章对CS算法实现过程中处理负载、内存需求量及I/O带宽问题进行了分析,并就如何减少内存问题提出一个解决办法。  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>