【摘要】：基于導航數(shù)據(jù)的合成孔徑雷達(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像技術是高精度SAR成像的重要研究領域。其利用后向投影(Back Projection,BP)算法成像過程中精確計算像素點到天線相位中心(Antenna Phase Center,APC)的距離歷史,通過慣性導航(Inertial Measurement Unit,IMU)數(shù)據(jù)補償APC運動誤差,在高精度SAR成像方面具有重要的研究價值。本文主要研究了IMU數(shù)據(jù)擬合技術、機載SAR的流結構BP成像算法以及對并行化編程實現(xiàn)的性能分析,最后通過實測數(shù)據(jù)處理得到了高精度SAR成像結果,主要內(nèi)容包括:首先結合SAR BP成像處理需要,對導航IMU系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)的坐標系轉換、數(shù)據(jù)擬合計算等問題進行了研究。重點研究一種分段高階多項式擬合方法的實現(xiàn)方式,并分析其與不同擬合算法的性能比較。最后通過實測IMU數(shù)據(jù)分析,證明了分段高階多項式擬合算法能夠成功應用到IMU導航數(shù)據(jù)處理,擬合后的數(shù)據(jù)較好的實現(xiàn)了運動誤差補償,得到了高精度SAR圖像。然后研究了后向投影算法實現(xiàn)原理,并給出了BP算法實現(xiàn)流程;針對機載SAR BP算法的運算量龐大問題提出了一種流結構BP算法,采用滑動窗口模式對成像區(qū)域數(shù)據(jù)進行處理;研究了如何采用GPU編程平臺并行化實現(xiàn)流結構BP算法,其中包含了內(nèi)存管理、緩存結構設計和數(shù)據(jù)調(diào)度策略等方面;最后對流結構BP算法針對實測數(shù)據(jù)處理過程中的性能算法進行分析研究,研究不同處理模塊的運行時間,并重點對其中耗時最大的BP內(nèi)核模塊的性能優(yōu)化問題分析研究。最后研究了載機在飛行過程中的運動誤差種類,以及不同類運動誤差對SAR成像方面的影響,并通過實測數(shù)據(jù)的處理分析SAR回波強點的時頻譜信息估計載頻理論數(shù)值,并通過成像對比證明了參數(shù)估計的正確性。最后從實測某波段數(shù)據(jù)層面研究驗證了高精度BP InSAR成像算法的去平地能力以及APC姿態(tài)誤差在干涉成像過程中的影響。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.52
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本文編號：2574100