[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

说明书

本发明涉及一种基于GPU加速的合成孔径雷达后向投影成像方法及系统，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。本发明极大的提高了后向投影算法的处理速度以及缩短了合成孔径雷达成像时间，实现了合成孔径雷达的实时成像。

技术领域

本发明涉及合成孔径雷达后向投影成像领域，特别是涉及一种基于GPU加速的合成孔径雷达后向投影成像方法及系统。

背景技术

合成孔径雷达成像需使用后向投影算法对原始回波信号进行相干聚焦处理，得到目标区域的二维雷达图像。后向投影算法采用时域逐点相干聚焦，后向投影算法实现简单且适用于任意成像轨迹，因而得到广泛应用，但是后向投影算法极为耗时，仅适用于数据量不大或实时性要求不高的情况。

传统后向投影算法的实现步骤为：

(1)读入合成孔径雷达回波信号；

(2)进行距离向脉冲压缩；

(3)计算成像网格点在各方位时刻与雷达天线的斜距，并进行插值操作得到该点对应的回波值；

(4)将每个方位时刻成像网格点的回波值进行相干累加，得到该点的图像；

(5)遍历所有成像网格点，得到最终的合成孔径雷达图像。

后向投影算法主要包括距离向脉冲压缩和反投影两个过程，在CPU中对合成孔径雷达的回波信号依次进行距离向脉冲压缩处理和反投影处理，且直接对合成孔径雷达的回波信号进行计算时，计算速度较慢，因此，成像过程极为耗时，在大场景成像时尤为明显，因此，传统的后向投影算法存在处理效率低、难以实时成像的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于GPU加速的合成孔径雷达后向投影成像方法及系统，以解决传统后向投影算法处理效率低、难以实时成像的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于GPU加速的合成孔径雷达后向投影成像方法，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。

可选的，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。

可选的，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：