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自从1978年美国第一颗星载雷达卫星SeaSat-A发射以来,星载SAR数据应用与地面系统技术发展得到了各国重视。SAR数据的成像处理具有过程复杂,运算量大等技术特点,因此SAR实时成像处理技术一直视为遥感地面系统技术中的难点与研究热点。
本文依托遥感卫星应用国家工程实验室的遥感数据接收系统项目,以Radarsat-1卫星下行数据为试验对象,侧重基于RD算法的SAR实时成像处理,基于GPU并行处理系统架构设计,以及移动窗显示处理等关键技术进行了深入研究。
本文对目前基于DSP等三类技术实现的SAR实时成像处理系统进行了介绍,对RD等三种典型SAR数据处理的算法进行了比较,以及对基于GPU的SAR实时成像系统结构与算法实现进行了分析与设计。文中针对星载SAR数据的成像算法复杂,计算量大等系统实现的难点,在GPU平台下,采取了将RD算法步骤性合理调整组合,对各个步骤实现的优化,对资源合理分配等的技术手段以及以GPU为处理核心的系统结构的设计,实现了实时SAR成像处理。针对SAR实时成像处理设备中设计的流水线处理需求,采用开设内存循环缓冲区技术实现多任务之间的数据缓冲。设备之间采用流水方式进行工作,实现并行处理,设备之间的数据传输采用TCP/IP协议,保证了与设备之间高速可靠数据传输。采用移动窗(也称快视)显示设备进行SAR成像图像的实时显示。
本文研究完成了预期目标。在实验室环境下,通过对本文试验系统的测试结果表明,针对Radarsat-1卫星Standard模式数据的移动图像显示处理功能正确,实现对该模式全分辨率数据处理速度可达到Radarsat-1卫星下行码速率105Mbps的4倍以上,满足系统实时数据处理的技术需求。