[发明专利]基于GPU加速的合成孔径雷达后向投影成像方法及系统

权利要求书

1.一种基于GPU加速的合成孔径雷达后向投影成像方法，其特征在于，包括：

获取合成孔径雷达的回波信号；

将所述回波信号转换为单精度类型回波信号；所述单精度类型回波信号为所有成像网格点的回波信号之和；

利用图像处理器对所述单精度类型回波信号进行并行处理，确定每个所述成像网格点的回波值；

根据每个所述成像网格点的回波值确定所述单精度类型回波信号的回波值；

根据所述单精度类型回波信号的回波值确定合成孔径雷达图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于GPU加速的合成孔径雷达后向投影成像方法，其特征在于，所述利用图像处理器对所述单精度类型回波信号进行并行处理，确定每个所述成像网格点的回波值，具体包括：

利用图像处理器同时对所述单精度类型回波信号进行距离向脉冲压缩处理以及方位向反投影处理，确定每个所述成像网格点的回波值。

3.根据权利要求2所述的一种基于GPU加速的合成孔径雷达后向投影成像方法，其特征在于，所述距离向脉冲压缩处理，具体包括：

对所述单精度类型回波信号进行傅里叶变换，得到傅里叶变换后的单精度类型回波信号：

其中，S(t,f_r)为傅里叶变换后的单精度类型回波信号，s(t,τ)为单精度类型回波信号，L为目标区域散射点的个数，σ_m为第m个散射点的后向散射系数，t为方位时刻，τ为距离时刻，R(t,m)为任一方位时刻雷达到目标区域中第m个散射点的斜距，k_r为发射信号调频率，c为光速，w_r(f_r)为距离向的窗函数，w_a(t)为方位向的窗函数，f_r为距离频率，f_c为载波频率，j为虚数单位；

使用频域滤波器对傅里叶变换后的单精度类型回波信号S(t,f_r)进行距离压缩，得到距离压缩后的单精度类型回波信号；

对距离压缩后的单精度类型回波信号进行傅里叶逆变换，得到傅里叶逆变换后的单精度类型回波信号：其中，s₁(t,τ)为傅里叶逆变换后的单精度类型回波信号，λ为载波波长，B_r为发射信号带宽；

所述傅里叶逆变换后的单精度类型回波信号为距离向脉冲压缩处理之后的所有成像网格点的回波信号之和。

4.根据权利要求3所述的一种基于GPU加速的合成孔径雷达后向投影成像方法，其特征在于，所述方位向反投影处理，具体包括：

计算每个所述成像网格点在各方位时刻与雷达天线的斜距；

根据所述斜距，对距离向脉冲压缩处理之后的任一所述成像网格点的回波信号进行插值操作，确定任一所述成像网格点任一方位时刻的回波值；

将所有所述成像网格点的任一方位时刻的回波值进行相干累加，确定每个所述成像网格点的回波值。

5.一种基于GPU加速的合成孔径雷达后向投影成像系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取合成孔径雷达的回波信号；

转换模块，用于将所述回波信号转换为单精度类型回波信号；所述单精度类型回波信号为所有成像网格点的回波信号之和；

处理模块，用于利用图像处理器对所述单精度类型回波信号进行并行处理，确定每个所述成像网格点的回波值；

回波值确定模块，用于根据每个所述成像网格点的回波值确定所述单精度类型回波信号的回波值；

图像确定模块，用于根据所述单精度类型回波信号的回波值确定合成孔径雷达图像。

6.根据权利要求5所述的一种基于GPU加速的合成孔径雷达后向投影成像系统，其特征在于，所述处理模块，具体包括：

处理模子块，用于利用图像处理器同时对所述单精度类型回波信号进行距离向脉冲压缩处理以及方位向反投影处理，确定每个所述成像网格点的回波值；所述处理模块包括距离向脉冲压缩单元和反投影单元。