[發明專利]一種基于GPU并行計算的SAR回波模擬方法

有效

• 申請號: 201310048557.8
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103176170A
• 公開（公告）日: 2013-06-26
• 發明（設計）人: 汪丙南;韋立登;向茂生;梁興東;丁赤飚
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，涉及一種基于GPU并行計算的SAR回波模擬方法。

背景技術

干涉SAR回波信號仿真，依據SAR數據獲取原理，利用計算機模擬多通道原始回波數據，在系統參數設計及驗證、SAR成像處理算法驗證、干涉處理算法驗證、干涉SAR性能分析等發面發揮著重要的作用。

國內外在SAR回波仿真方面開展了大量的研究，可分為二維時域算法，一維頻域算法，二維頻域算法和逆成像回波算法。二維時域算法是一種完全時域計算的算法，經常用于點目標的仿真，這種算法的基本思想是根據二維時域回波信號模型，直接對二維時域回波信號進行參數量化，逐個計算散射點的二維回波信號并累加。一維頻域算法采用了距離向FFT一定程度上改善了算法效率，基本原理是在發射連續脈沖的基礎上，隨著雷達平臺的運動，在距離時域中按照脈沖順序，生成每個脈沖的回波信號。二維頻域算法直接在二維頻域內完成回波頻譜的生成，通過二維頻譜的插值來處理距離徙動的問題，大幅度提高了回波模擬的效率。逆成像回波算法的思想是成像算法的逆過程來實現回波仿真，本質上也是一種二維頻域算法。依據當前回波模擬技術現狀，存在以下不足：時域算法雖能高精度進行回波模擬，但運算效率極低，不適合大場景分布式目標多通道回波數據的模擬。頻域算法雖能大幅度提高回波模擬速度，但是相位仿真精度較低，且不易添加誤差模型。

發明內容

本發明為了克服已有技術的缺陷，解決當前干涉SAR回波模擬速度和精度的矛盾，提出一種基于GPU并行計算的SAR回波模擬方法,提升了干涉SAR回波模擬速度。

一種基于GPU并行計算的SAR回波模擬方法，包括如下步驟：

步驟1：設置場景：包括場景散射點網格劃分和確定雙天線SAR與場景目標的位置關系；

步驟2：計算后向散射系數：首先建立后向散射系數模型，然后根據雙天線SAR與地面場景的視線關系生成具有相關性的后向散射系數對；

步驟3：計算SAR照射區域內方位回波信號：

ga=ga+σt·wa·wr·exp(-j4πλRt)]]>

其中R_t為斜距，σ_t為所述目標后向散射系數，w_a、w_r分別為SAR方位向和距離向天線方向圖函數；

步驟4：將步驟3中獲取的方位回波信號與發射信號進行卷積獲得當前脈沖的回波信號，其中S為SAR發射線性調頻信號，表示卷積；

步驟5：遍歷所有的方位時間，獲得整個場景的雙天線干涉SAR回波數據：