[发明专利]基于图形处理器GPU的合成孔径雷达成像方法

权利要求书

1.一种基于图形处理器GPU的合成孔径雷达成像方法，其特征在于，利用图形处理器GPU的共享内存快速存取脉冲压缩操作中的数据，具体步骤包括如下：

(1)传输合成孔径雷达基带数据：

(1a)选取与合成孔径雷达工作模式对应的方位采样点数和距离采样点数；

(1b)将实时采集的合成孔径雷达基带数据传输到图形处理器GPU的显存中；

(2)进行距离脉冲压缩：

(2a)在图形处理器GPU中分配与方位采样点数相同的线程块，每个线程块对应一个距离脉冲；

(2b)每个线程块从显存读取合成孔径雷达基带数据中对应的距离脉冲，利用斯托克汉姆Stockham快速傅里叶变换，将所读取方位的采样点从时域变换到距离频域；

(2c)对距离频域脉冲进行距离匹配滤波，将匹配滤波后的距离频域脉冲拷贝到与其对应的线程块的共享内存中；

(2d)每个线程块从共享内存读取匹配滤波后的距离频域脉冲，利用斯托克汉姆Stockham快速傅里叶逆变换，将所读取的距离频域脉冲变换到时域，得到压缩后的距离脉冲；

(2e)将压缩后的距离脉冲，拷贝到显存中；

(3)进行距离徙动校正：

(3a)对压缩后的距离脉冲，做二维傅里叶变换，得到二维频域脉冲；

(3b)对二维频域脉冲做距离徙动校正；

(3c)对校正后的二维频域脉冲，做二维傅里叶逆变换，得到校正后的距离脉冲；

(3d)将校正后的距离脉冲，拷贝到显存中；

(4)进行方位脉冲压缩：

(4a)在图形处理器GPU中分配与距离采样点数相同的线程块，每个线程块对应一个方位脉冲；

(4b)每个线程块从显存读取对应的方位脉冲，利用斯托克汉姆Stockham快速傅里叶变换，将方位脉冲从时域变换到方位频域；

(4c)对方位频域脉冲进行方位匹配滤波，将匹配滤波后的方位频域脉冲拷贝到与其对应的线程块的共享内存中；

(4d)每个线程块从共享内存读取匹配滤波后的方位频域脉冲，利用斯托克汉姆Stockham快速傅里叶逆变换，将方位频域脉冲变换到时域，得到压缩后的方位脉冲；

(4e)将压缩后的方位脉冲，拷贝到显存中；

(5)进行成像：

(5a)对压缩后的方位脉冲，进行方位多视操作；

(5b)对多视操作后的方位脉冲，进行灰度转换操作。

2.根据权利要求1所述的基于图形处理器GPU的合成孔径雷达成像方法，其特征在于，步骤(2b)、步骤(4b)中所述斯托克汉姆Stockham快速傅里叶变换的步骤如下：

第一步，对每个线程块对应的脉冲长度开4次方，得到斯托克汉姆Stockham快速傅里叶变换的基-4蝶形序列的总层数；

第二步，利用下式，计算斯托克汉姆Stockham快速傅里叶变换每一层基-4蝶形序列的元素：

Y(r*i+k)＝(d₁+d₃)+(d₂+d₄)

其中，Y表示当前基-4蝶形序列，r*i+k、分别表示一个序列元素在当前基-4蝶形序列中的对应位置，r表示当前基-4蝶形序列的数据组总数，r＝4^t-q，t表示基-4蝶形序列的总层数，q表示当前基-4蝶形序列所在的层数，q的取值范围为0到t-1，*表示相乘操作，i表示当前基-4蝶形操作的序号，i的取值范围为0到L表示当前基-4蝶形序列中一个数据组的数据总量，L＝4^q，k表示线程块中的线程序号，d₁、d₂、d₃、d₄分别表示基-4蝶形操作的一个中间结果，X表示上一层基-4蝶形序列，4*r*i+k、4*r*i+r+k、4*r*i+2*r+k、4*r*i+3*r+k分别表示一个输入序列元素在上一层基-4蝶形序列中的对应位置，分别表示基-4蝶形操作的一个蝶形因子，j表示取复数的虚部符号。