彈載前側(cè)視SAR實(shí)時(shí)成像算法設(shè)計(jì)與系統(tǒng)開發(fā).pdf

1、導(dǎo)彈末制導(dǎo)階段為實(shí)現(xiàn)精確制導(dǎo)運(yùn)用了許多先進(jìn)的技術(shù)，其中SAR(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像技術(shù)在其中的應(yīng)用已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。彈載SAR前側(cè)視成像運(yùn)用于導(dǎo)彈末制導(dǎo)階段的基本思路是：利用獲取到的超前地理位置地物地貌實(shí)時(shí)的SAR圖像將導(dǎo)彈引向感興趣的目標(biāo)區(qū)域，從而獲得超高的命中率，同時(shí)這也是精確制導(dǎo)武器在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中不可替代的重要原因。
　　彈載平臺(tái)雷達(dá)天線波束掃描的軸向一般與彈軸一致，而常見的機(jī)

2、載SAR平臺(tái)天線掃描的軸向大多與飛行方向垂直，因此彈載SAR情況下的一些幾何量不能完全搬照機(jī)載情況下的定義。本文重新定義了針對彈載SAR斜視成像模式下的幾何量之間的關(guān)系，并稱之為彈載前側(cè)視SAR成像。另外，考慮到分辨率在距離向和方位向以及水平地面和斜距平面上劃分的多樣性，且目前大量的相關(guān)文獻(xiàn)和書籍對分辨率使用的不統(tǒng)一，本文詳細(xì)梳理了各個(gè)分辨率的定義以及相互間的關(guān)系。
　　本文介紹了在導(dǎo)引頭末制導(dǎo)不同階段下的幾種成像工作模式，然后針

3、對SAR在導(dǎo)彈末制導(dǎo)不同階段的工作模式（主要包括條帶模式和聚束模式）對前側(cè)視成像算法分別在上述兩種模式下進(jìn)行成像算法設(shè)計(jì)和算法的仿真驗(yàn)證。本文特別對彈載前側(cè)視條帶SAR成像模式在典型戰(zhàn)術(shù)彈道背景下進(jìn)行了主要成像參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)以及該背景下運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的研究，考慮彈載平臺(tái)對實(shí)時(shí)性的高要求，選擇設(shè)計(jì)一種簡單成熟的RD_dechirp算法，該算法不僅原理簡單且計(jì)算量小，因此對彈載平臺(tái)的較高實(shí)時(shí)性要求十分滿足。然后設(shè)計(jì)出了考慮運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)的彈載

4、前側(cè)視實(shí)時(shí)成像算法。本文對該前側(cè)視算法不僅利用仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行了算法驗(yàn)證，而且還通過大斜視實(shí)測數(shù)據(jù)對該算法的可行性和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)挠行赃M(jìn)行了驗(yàn)證。由于彈載平臺(tái)對SAR成像處理系統(tǒng)的高實(shí)時(shí)性要求，以及對系統(tǒng)的小型化，低功耗和高可靠性的要求，有力的硬件平臺(tái)是其實(shí)現(xiàn)的重要保障。本彈載SAR實(shí)時(shí)成像信號(hào)處理硬件系統(tǒng)采用的是一片Virtex-6FPGA和三片TMS320C6678 DSP的多核多DSP硬件架構(gòu)。首先，本文對該信號(hào)處理系統(tǒng)的幾個(gè)主要部分包

5、括A/D采集模塊、FPGA主控模塊、DSP處理模塊、上位機(jī)接口模塊以及彈體接口模塊進(jìn)行了簡要的介紹。然后，在FPGA+多個(gè)多核DSP架構(gòu)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了結(jié)合運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膹椵d前側(cè)視條帶SAR成像算法，以及該實(shí)時(shí)算法的在FPGA以及DSP的多核并行任務(wù)分配的處理方案和流程圖。最后，將上述的并行算法寫入DSP中通過仿真數(shù)據(jù)以及實(shí)測數(shù)據(jù)完成了對該算法在硬件平臺(tái)系統(tǒng)上的實(shí)現(xiàn)和驗(yàn)證。另外，算法設(shè)計(jì)與選擇以及硬件系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)和選擇都是著重考慮彈載SAR