機動平臺的合成孔徑雷達(SAR)成像技術(shù)是雷達成像領(lǐng)域的一個重要研究方向,為了能對目標提前觀測以及為平臺提供一定的轉(zhuǎn)彎機動時間,需要在大斜視條件下進行雷達成像。然而在大斜視下,回波信號存在嚴重的距離、方位二維耦合,使得頻域SAR成像統(tǒng)一聚焦的近似條件無法成立,嚴重限制了SAR成像的聚焦深度。而基于遍歷點插值的后向投影(BP)時域成像算法,由于沒有近似前提,理論上適用于任何斜視角、任何幅寬的SAR成像,因此對該算法的相關(guān)研究具有實際意義,但是該算法的實際應用卻受限于其龐大的計算量。近來,隨著快速時域算法的提出,多核芯片的產(chǎn)生和芯片運算能力的提升,給時域算法的并行設計實現(xiàn)提供了可能。針對SAR處理平臺實時性要求較高的問題,本文從算法、并行架構(gòu)及接口設計以及算法多核并行實現(xiàn)三方面入手:(1)闡述了BP算法以及快速分解后向投影(FFBP)算法的成像模型、實現(xiàn)原理和計算量等問題,分析了該類算法運算量龐大的原因。FFBP算法通過子孔徑成像再迭代融合的方法降低運算量,是以犧牲一定的圖像質(zhì)量換取速率的提升。最后通過對數(shù)據(jù)的指標分析,驗證FFBP算法的有效性。(2)首先基于FFBP算法步驟及其潛在并行性,提出一種1片F(xiàn)PGA加4片DSP組間乒乓且組內(nèi)流水的并行架構(gòu)。根據(jù)架構(gòu)特點采用SRIO、HyperLink和Ethernet三種高速接口,闡述各個接口的具體軟件開發(fā)步驟,測試各個接口的真實傳輸速率,最后總結(jié)接口使用過程中的注意事項等,為算法的工程實現(xiàn)奠定了基礎。(3)根據(jù)FFBP算法拆分的模塊以及每個模塊估計的運行時間,分配每個芯片的處理任務,提出一種適合該算法在C6678上并行實現(xiàn)的設計方案。針對工程化中代碼實現(xiàn)效率低的問題,分別從代碼、編譯器以及算法結(jié)構(gòu)方面對程序進行深度優(yōu)化。最后通過對數(shù)據(jù)的成像分析,驗證該并行架構(gòu)的正確性和穩(wěn)定性。
【學位單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TN957.52
【部分圖文】：

FFBP算法斜視9點仿真圖

西安電子科技大學碩士學位論文22圖2.14 子孔徑圖像圖2.15 全孔徑圖像另外，需要注意的一點是，使用四核八線程的計算機和 R2016a 版本的 matlab 進行點目標仿真時，BP 算法需用時 5 分鐘， FFBP 算法需用時 3.5 分鐘。這也驗證了FFBP 算法是以犧牲一定的圖像質(zhì)量為代價換取運算速率的提升。2.6 本章總結(jié)本章詳細介紹了 BP 以及 FFBP 算法的成像原理。為了提高 BP 算法的實時性，減少運算量，延伸出了改進的 FFBP 算法，同時指出了該算法的優(yōu)缺點，并分析了其運算量，還介紹了為提高數(shù)據(jù)精度使用的兩種插值方法。最后通過成像仿真結(jié)果，證明了 FFBP 算法的有效性。FFBP 算法的提出

22圖2.14 子孔徑圖像圖2.15 全孔徑圖像另外，需要注意的一點是，使用四核八線程的計算機和 R2016a 版本的 matlab 進行點目標仿真時，BP 算法需用時 5 分鐘， FFBP 算法需用時 3.5 分鐘。這也驗證了FFBP 算法是以犧牲一定的圖像質(zhì)量為代價換取運算速率的提升。2.6 本章總結(jié)本章詳細介紹了 BP 以及 FFBP 算法的成像原理。為了提高 BP 算法的實時性，減少運算量，延伸出了改進的 FFBP 算法，同時指出了該算法的優(yōu)缺點，并分析了其運算量，還介紹了為提高數(shù)據(jù)精度使用的兩種插值方法。最后通過成像仿真結(jié)果，證明了 FFBP 算法的有效性。FFBP 算法的提出

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 張升康;楊汝良;;基于二次距離壓縮的雙基地合成孔徑雷達斜視成像算法[J];電子與信息學報;2008年07期

2 雷文太;黃春琳;粟毅;;非均勻空間采樣下的表層穿透雷達逆時偏移成像算法[J];工程地球物理學報;2006年03期

3 龍卉,皮亦鳴,黃順吉;合成孔徑雷達的并行成像算法研究及實現(xiàn)[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2002年05期

4 趙盼孜;李彬華;毛櫳嘩;陶勇;;基于現(xiàn)場可編程門陣列的幸運成像算法的實現(xiàn)[J];天文研究與技術(shù);2019年02期

5 楊進佩;胡學成;朱力;劉中;;斜式模式距離—多普勒—距離星載合成孔徑雷達成像算法[J];兵工學報;2007年05期

6 孫泓波,顧紅,蘇衛(wèi)民,劉國歲;機載合成孔徑雷達成像算法研究[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2001年09期

7 胡岸勇;柳重堪;苗俊剛;萬國龍;;一種二維干涉綜合孔徑輻射計近場成像算法[J];北京航空航天大學學報;2008年01期

8 屈樂樂;桂客;張麗麗;;基于多測量向量模型的極化探地雷達成像算法[J];電訊技術(shù);2017年01期

9 龐礴;王雪松;代大海;邢世其;李永禎;;基于數(shù)字波束銳化的高速前視合成孔徑雷達成像算法[J];電波科學學報;2014年01期

10 雷文太;黃春琳;;基于波動方程的近場目標成像算法[J];微計算機信息;2009年15期

相關(guān)會議論文 前10條

1 王文遠;;貝頁斯層析成像算法在密度反演中的應用[A];中國工程物理研究院科技年報（2003）[C];2003年

2 馬進;許會;;微波成像算法綜述[A];科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展（A卷）——第七屆沈陽科學學術(shù)年會暨渾南高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇文集[C];2010年

3 鄧黽;吳彥鴻;;雙站合成孔徑雷達ωk成像算法研究[A];全國第五屆信號和智能信息處理與應用學術(shù)會議專刊(第一冊)[C];2011年

4 張云;趙昕;姜義成;;艦船目標的分數(shù)階自相關(guān)瞬時成像算法研究[A];全國第二屆信號處理與應用學術(shù)會議�？痆C];2008年

5 趙滿慶;賈鑫;;一端固定的雙站SAR成像算法研究[A];第三屆全國嵌入式技術(shù)和信息處理聯(lián)合學術(shù)會議論文集[C];2009年

6 賈森;楊然;;基于范數(shù)優(yōu)化的并行磁共振成像算法[A];2009年中國智能自動化會議論文集（第五分冊）[東南大學學報（增刊）][C];2009年

7 蔣丞浩;張林讓;林春輝;唐世陽;;基于等效模型的機動平臺SAR成像算法[A];第五屆高分辨率對地觀測學術(shù)年會論文集[C];2018年

8 陳靜;楊萬麟;;機載雙基地SAR的R-D成像算法[A];2006中國西部青年通信學術(shù)會議論文集[C];2006年

9 王樹超;任杰;;一種新的基于Stretch處理的距離維成像算法[A];全國第一屆信號處理學術(shù)會議暨中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會信號處理分會籌備工作委員會第三次工作會議�？痆C];2007年

10 黃曉芳;馬侖;劉崢;;基于最小熵準則的彈載SAR成像算法[A];第十二屆全國信號處理學術(shù)年會（CCSP-2005）論文集[C];2005年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 中國消費者報 李碧;品質(zhì)贏贊譽 服務鑄品牌[N];中國消費者報;2006年

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 李財品;地球同步軌道SAR典型工作模式成像算法研究[D];西北工業(yè)大學;2018年

2 郭蘋;星載低軌/地球同步軌道SAR成像算法研究[D];西安電子科技大學;2016年

3 董祺;機動平臺SAR場景成像和動目標成像算法研究[D];西安電子科技大學;2018年

4 楊旭;太赫茲高分辨雷達系統(tǒng)工作模式和成像算法研究[D];電子科技大學;2018年

5 王文天;定向鉆孔雷達方位識別及三維成像算法研究[D];吉林大學;2018年

6 周舟;差分電阻抗斷層成像算法研究[D];國防科學技術(shù)大學;2015年

7 左艷軍;分布式小衛(wèi)星合成孔徑雷達高分辨率成像算法研究[D];中國科學院研究生院（電子學研究所）;2007年

8 任百玲;主動毫米波安檢成像算法及系統(tǒng)研究[D];北京理工大學;2014年

9 華志勵;大氣湍流背景下合成孔徑激光雷達成像算法研究[D];中國海洋大學;2010年

10 劉玉春;雙基雷達成像算法研究[D];西安電子科技大學;2013年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 張琳;毫米波MIMO雷達近程成像算法研究[D];重慶郵電大學;2019年

2 夏立;用于腦卒中診斷的微波成像算法研究與設計[D];哈爾濱工業(yè)大學;2019年

3 何秋曄;主動毫米波安檢成像算法研究[D];西安電子科技大學;2019年

4 鄧文媛;基于參數(shù)估計的艦船SAR成像算法研究[D];西安電子科技大學;2019年

5 薛心竹;基于GPU的機載SAR精細成像應用系統(tǒng)[D];西安電子科技大學;2019年

6 宋超;合成孔徑雷達實時成像算法優(yōu)化與系統(tǒng)開發(fā)[D];西安電子科技大學;2019年

7 趙浩浩;大斜視時域SAR成像算法的多核DSP并行架構(gòu)實現(xiàn)技術(shù)[D];西安電子科技大學;2019年

8 余濤;改進高機動平臺曲線軌跡SAR頻域成像算法研究[D];西安電子科技大學;2019年

9 王瓊;基于GPU的太赫茲MIMO陣列成像算法實現(xiàn)[D];西安電子科技大學;2019年

10 冷思東;大斜視彈載SAR成像算法研究[D];電子科技大學;2019年

本文編號：2821885