【摘要】：基于導(dǎo)航數(shù)據(jù)的合成孔徑雷達(dá)(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像技術(shù)是高精度SAR成像的重要研究領(lǐng)域。其利用后向投影(Back Projection,BP)算法成像過程中精確計(jì)算像素點(diǎn)到天線相位中心(Antenna Phase Center,APC)的距離歷史,通過慣性導(dǎo)航(Inertial Measurement Unit,IMU)數(shù)據(jù)補(bǔ)償APC運(yùn)動(dòng)誤差,在高精度SAR成像方面具有重要的研究?jī)r(jià)值。本文主要研究了IMU數(shù)據(jù)擬合技術(shù)、機(jī)載SAR的流結(jié)構(gòu)BP成像算法以及對(duì)并行化編程實(shí)現(xiàn)的性能分析,最后通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理得到了高精度SAR成像結(jié)果,主要內(nèi)容包括:首先結(jié)合SAR BP成像處理需要,對(duì)導(dǎo)航IMU系統(tǒng)輸出數(shù)據(jù)的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)擬合計(jì)算等問題進(jìn)行了研究。重點(diǎn)研究一種分段高階多項(xiàng)式擬合方法的實(shí)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(shí)測(cè)IMU數(shù)據(jù)分析,證明了分段高階多項(xiàng)式擬合算法能夠成功應(yīng)用到IMU導(dǎo)航數(shù)據(jù)處理,擬合后的數(shù)據(jù)較好的實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償,得到了高精度SAR圖像。然后研究了后向投影算法實(shí)現(xiàn)原理,并給出了BP算法實(shí)現(xiàn)流程;針對(duì)機(jī)載SAR BP算法的運(yùn)算量龐大問題提出了一種流結(jié)構(gòu)BP算法,采用滑動(dòng)窗口模式對(duì)成像區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行處理;研究了如何采用GPU編程平臺(tái)并行化實(shí)現(xiàn)流結(jié)構(gòu)BP算法,其中包含了內(nèi)存管理、緩存結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)調(diào)度策略等方面;最后對(duì)流結(jié)構(gòu)BP算法針對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)處理過程中的性能算法進(jìn)行分析研究,研究不同處理模塊的運(yùn)行時(shí)間,并重點(diǎn)對(duì)其中耗時(shí)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(jī)在飛行過程中的運(yùn)動(dòng)誤差種類,以及不同類運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)SAR成像方面的影響,并通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的處理分析SAR回波強(qiáng)點(diǎn)的時(shí)頻譜信息估計(jì)載頻理論數(shù)值,并通過成像對(duì)比證明了參數(shù)估計(jì)的正確性。最后從實(shí)測(cè)某波段數(shù)據(jù)層面研究驗(yàn)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(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN957.52
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本文編號(hào)：2574100