[發明專利]一種基于異構并行計算的方位調頻率估計方法

有效

• 申請號: 202010797998.8
• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN112130145B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 孫光才;王敬旺;鄧玉輝;邢孟道;楊軍
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G06F17/14;G06F17/15;G06F17/16;G06T1/20
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 劉長春

1.一種基于異構并行計算的方位調頻率估計方法，其特征在于，包括：

S1：獲取待估計數據并進行數據預處理；

S2：根據所述待估計數據獲取高能量數據；

S3：構造方位Dechirp函數并對所述高能量數據進行方位Dechirp處理；

S4：對方位Dechirp處理后的矩陣作相關處理，獲得模值求和矩陣；

S5：根據所述模值求和矩陣確定最大能量值位置并作插值處理，獲得第一次方位調頻率粗估計值；

S6：對所述方位Dechirp函數進行迭代估計；

S7：利用迭代估計獲得的Dechirp函數進行方位Dechirp處理，得到處理后的矩陣；

S8：利用所述處理后的矩陣計算圖像對比度值；

S9：根據所述圖像對比度值迭代搜索滿足精度要求的最優值；

S10：根據所述最優值計算方位調頻率的估計值并釋放空間；

所述S2包括：

利用第一個Kernel函數Kernel_for_Add1()對方位調頻率待估計數據X₁方位向數據的幅值進行歸約求和；

利用第二個Kernel函數Kernel_for_Sort1()結合雙調排序算法對歸約求和后的幅值進行降序排序；

根據前Num個幅值對應的距離單元，取所述方位調頻率待估計數據X₁中相同距離單元的數據，組成高能量數據X₂；

所述S3包括：

構造方位Dechirp函數H₁＝exp(-jπk_at_a²)，其中，k_a為理論方位調頻率值，t_a為方位時間，v為雷達平臺的飛行速度，θ為雷達斜視角，λ為信號波長，R_s為場景中心斜距，r_s＝[-nrn/2+1,-nrn/2,…,0,…,nrn/2-1,nrn/2]·ΔR，nrn為每段數據距離向點數，c為光速，Fs為采樣率；

構造補零矩陣X₃；

利用第三個Kernel函數Kernel_for_Dechirp1()將高能量數據X₂與方位Dechirp函數H₁相乘，對所述高能量數據X₂進行方位Dechirp處理，將處理結果存儲在所述補零矩陣X₃中；

所述S4包括：

對所述補零矩陣X₃進行方位向FFT處理，得到方位向FFT處理后的矩陣X₄；

對方位向FFT處理后的矩陣X₄進行方位向FFTshift處理，得到方位向FFTshift處理后的矩陣X₅；

利用第四個Kernel函數Kernel_for_Optimize()對方位向FFTshift處理后的矩陣X₅進行數據優化處理得到待相關處理矩陣X₆；

沿距離向將所述待相關處理矩陣X₆分成相等的上下兩部分，其中，上半部分的數據為前孔徑數據，下半部分的數據為后孔徑數據；

利用第五個Kernel函數Kernel_for_Correlation()對所述待相關處理矩陣X₆的前孔徑數據與后孔徑數據進行相關處理，得到相關處理后的數據X₇；

利用第六個Kernel函數Kernel_for_Add2()對相關處理后的數據X₇求模值，并在距離向實現模值的累加，得到模值求和矩陣X₈；

所述S5包括：

利用第七個Kernel函數Kernel_for_Sort2()結合雙調排序算法對所述模值求和矩陣X₈進行降序排序，得到最大能量值位置；

利用CPU端的Spline()函數在所述最大能量值位置附近進行插值，得到第一次方位調頻率粗估計值Δk_a1；

所述S6包括：

將所述第一次方位調頻率粗估計值Δk_a1與理論方位調頻率值k_a疊加，構造方位Dechirp函數H₂＝exp(-jπ(k_a+Δk_a1)t_a²)，t_a為方位時間；

重復步驟S3、步驟S4和步驟S5，得到第二次方位調頻率粗估計值Δk_a2；

將所述第二次方位調頻率粗估計值Δk_a2與所述理論方位調頻率值k_a、所述第一次方位調頻率粗估計值Δk_a1疊加，構造方位Dechirp函數H₃＝exp(-jπ(k_a+Δk_a1+Δk_a2)t_a²)。