超高分辨率机载SAR成像算法及其GPU实现.pdf

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1、第47卷第3期2015年6月南京航空航天大学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics＆Astronauticsv01．47NO．3Jun．2015DOI：10．16356／j．1005—2615．2015．03．011超高分辨率机载SAR成像算法及其GPU实现田宵骏1梁媚蓉1毛新华1(1．南京航空航天大学电子信息工程学院．南京．210016：2．南京航空航天大学雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室．南京．210016)摘要：雷达成像分辨率的不断提高．给SAR高精度实时成像处理带来了新的挑战。采用高效精确的成像算法以及对算法进行硬件加速是解决该

2、问题的有效途径。本文提出了一种适用于超高分辨率机载SAR成像的精确高效成像处理方案，并利用并行化硬件平台GI，U对该成像方案进行了硬件加速。实测数据处理结果充分验证了该处理方案的聚焦精度和处理效率。关键词：合成孔径雷达；超高分辨率；成像算法；图形处理器；通用并行计算架构中图分类号：TN957．52文献标志码：A文章编号：1005—2615(2015)03—0384—08I’二．agingAlgorithmandItsImplementationonGPUforUltra—HighResolutionAirborneSARTianXiaojunl，LiangMeiron91，MaoXi

3、nhual·2(1．CollegeofElectronicandInformationEngineering．NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing．210016．China；2．RadarImagingandMicrowavePhotonicTechnologyKey1．aboratoryofMinistryofEducation．NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics．Nanjing，210016．China)Abstract：Theimprovementofsynth

4、eticapertureradar(SAR)imagingresolutionbringsnewchallengestoSARhigh—preciseandreal—timeimagingprocessing．SelectingefficientimagingalgorithmandutilizinghardwareplatformforalgorithmaccelerationaretwOeffectivemethodstOsolvetheproblem．Anewef—ficientandpreciseimagingalgorithmisproposedfortheultra—hi

5、ghresolutionairborneSAR．ParallelhardwareplatformGPUisutilizedtoacceleratethealgorithm．TheprocessingresultsoftheSARmeas—ureddatafullyverifytheaccuracyandefficiencyofthenewimagingalgorithm．Keywords：syntheticapertureradar(SAR)；ultra—highresolution；imageformationalgorithm；graphicprocessingunit(GPU)

6、；computeunifieddevicearchitecture(CUDA)合成孔径雷达(Syntheticapertureradar，SAR)能够突破传统雷达分辨率的限制，具有两维(距离和方位)的高分辨率，能对场景作高分辨率的二维成像。作为一种成像雷达，不断提高其成像分辨率始终是SAR成像不懈追求的目标。当前，SAR成像分辨率已经达到0．1n-i甚至更高(超高分辨率)。超高分辨率SAR成像质量高，涵盖更多的信息内容，能够极大地提高目标的识别概率，具有重要的军事和民用价值。然而，高的成像分辨率给信号处理提出了更高的要求。首先，高的分辨率要求更长的合成孔径时间，在较长的合成孔径时间内

7、，雷达平台匀速直线运动的假设往往不再成立，基金项目：国家自然科学基金(61301210)资助项目：江苏省自然科学基金(BK20130815)资助项目；航空科学基金(20142052021)资助项目；江苏高校优势学科建设工程资助项目。收稿日期：2015-0卜29；修订日期：2015-04—02通信作者：毛新华．男．副教授．E—mail：xinhua@nuaa．edu．cn。第3期田宵骏，等：超高分辨率机载SAR成像算法及其GPU实现385这对成像算法的精确度