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1、系统工程与电子技术第24卷第5期SystemsEngineeringandElectronicsVol124,No152002文章编号:1001O506X(2002)05O0026O04合成孔径雷达的并行成像算法研究及实现龙卉,皮亦鸣,黄顺吉(电子科技大学电子工程学院,四川成都610054)摘要:随着合成孔径雷达(SAR)成像技术的不断发展,对SAR图像的成像精度和实时率的要求也愈来愈高,尤其是军事领域,高实时率是SAR成像系统的一个关键指标。针对目前较流行的SAR成像算法———CS(ChirpScal2ing)
2、提出了适合于群集(cluster)结构的并行机的中粒度并行算法及粗粒度并行算法,并对两种算法作了详细分析和比较。关键词:合成孔径雷达;并行成像算法;群集结构中图分类号:TN957文献标识码:ASARParallelProcessingAlgorithmandImplementationLONGHui,PIYi2ming,HUANGShun2ji(CollegeofElectronicEngineering,UniversityofElectronicScienceandTechnology,Chengdu6100
3、54,China)Abstract:WiththedevelopmentofSARprocessingtechniques,highimageprecisionandhighrealtimeratehavebecomeanimportantindex,especiallyonmilitaryfiled.Thispaperpresentstwoparallelprocessingalgorithms———mediumgrainedparallelal2gorithmandlargegrainedparallelal
4、gorithmforSARimagingbasedonCSalgorithm.Thealgorithmstructureandimplementationareanalyzedanddiscussed.Keywords:Syntheticapertureradar;Parallelimagingalgorithm;Clusterarchitecture1引言2CS算法成像原理合成孔径雷达(SAR)是一种具有二维(距离维和方向随着SAR成像技术的不断改进发展,SAR成像算法已由维)高分辨率的成像系统,它广泛应用于地
5、球遥感、海洋研最初的距离/多普勒(R/D)算法、二次距离压缩算法(SRC)发究、资源勘察、灾情预报和军事侦察等领域。随着SAR成像展到了CS算法。CS算法只用FFT运算和复乘,避免了内技术的不断发展,对SAR图像的成像精度和实时率的要求插,因而消除了由于内插而使图像质量变坏的现象。CS算[1,2]也愈来愈高,尤其是军事领域,高实时率是SAR成像系统的法的原理简述如下。一个关键指标,要提高成像精度就意味着算法更加复杂,计经解调后的点目标回波响应为算量更大,计算时间更长,而对实时率的要求则对成像处理2R(t;r))·
6、exp{-j4πpp(τ,t;r)=a(t,r)s0(τ-R(t;r)}Cλ时间作出了限制,因此利用并行处理技术是解决这一矛盾的式中τ———斜距方向的时间;t———方位向的时间;R(t;最佳途径。222并行处理不同于串行处理,同一并行算法在不同的并行r)=r+vt———雷达与目标之间的距离。机上,效率可能相差数十倍,因此SAR并行成像算法必须与在距离信号/多普勒域利用CS算法原理可将不同斜距并行处理系统的硬件特点(如体系结构)紧密结合起来,才可上的目标的弯曲程度校正到与参考距离目标相同的弯曲程能充分提高处理效率。
7、度,其所需相位乘子为2SAR成像算法本身具有内在的并行性可能,本文针对目Φ1(τ,f;rref)=exp{-πjKs(f;rref)Cs(f)[τ-τref(f)]}前较流行的SAR成像算法———CS(chirpscaling)算法提出了2式中τref(f)=rref[1+Cs(f)]C适合于大规模并行处理(MPP)或群集(cluster)结构的并行机1的粗粒度并行算法及中粒度并行算法,并对两种算法作了详Cs(f)=-1λf21-()细分析和比较。2v收稿日期:2001-03-17修订日期:2001-07-02作
8、者简介:龙卉(1975-),女,硕士,主要研究方向为合成孔径雷达并行处理。第5期合成孔径雷达的并行成像算法研究及实现·27·K带式划分的转置算法(另外还有棋盘划分的转置算法等)。Ks(f;r)=λf2()开始时处理器Pi中存有矩阵元素[i,0],[i,1],⋯,[i,n2λ2v1+KrC2λf-1],在转置完成后元素[i,0]将属于P0,元素[i,1]将属23/2[1-(
