雙基地SAR成像方法研究及GPU實(shí)現(xiàn).pdf

1、雙基地合成孔徑雷達(dá)（BiSAR）作為一種新體制合成孔徑雷達(dá)，與單基地SAR相比，具有能獲得目標(biāo)更豐富的散射信息、隱蔽性強(qiáng)、抗干擾能力和戰(zhàn)場(chǎng)生存能力高等優(yōu)勢(shì)，成為當(dāng)前雷達(dá)成像應(yīng)用的研究熱點(diǎn)。圖形處理單元（GPU）能進(jìn)行大規(guī)模并行計(jì)算，對(duì)大場(chǎng)景SAR數(shù)據(jù)處理很具優(yōu)勢(shì)。本文將研究適用于雙基地SAR系統(tǒng)的成像算法，并研究后向投影（BP）算法的GPU實(shí)現(xiàn)，主要內(nèi)容如下：
　　1.研究BiSAR成像機(jī)理、GPU結(jié)構(gòu)及編程原理。首先根據(jù)BiSA

2、R幾何結(jié)構(gòu)分析其距離歷史特性，并通過(guò)模糊函數(shù)分析其空間分辨率，建立成像位置與合成孔徑時(shí)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，分析方位分辨率的空變特性；其次簡(jiǎn)介 NVIDIA的 Tesla架構(gòu)和Fermi架構(gòu)GPU，并介紹基于CUDA語(yǔ)言的GPU編程方法。
　　2.提出一種雙基地快速因式分解BP算法。首先通過(guò)推導(dǎo)笛卡爾和橢圓極坐標(biāo)系在相同子孔徑條件下的網(wǎng)格劃分公式，證明橢圓極坐標(biāo)系具有更優(yōu)的網(wǎng)格劃分條件；其次給出子圖像生成及子圖像合成方法，比較算法與傳統(tǒng)B

3、P的運(yùn)算量，分析插值對(duì)子圖像合成質(zhì)量及運(yùn)算量的影響；最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)，與傳統(tǒng)BP算法對(duì)比，證明其能在保證成像質(zhì)量的前提下，極大的提高運(yùn)算效率。
　　3.提出一種基于GPU的快速BP算法并行化方法。首先距離壓縮并行化部分，比較不同 FFT點(diǎn)數(shù)對(duì)壓縮效率的影響，給出最合理點(diǎn)數(shù)選擇方法；后向投影部分提出三種能量累積并行方法：方位向并行、像素點(diǎn)并行、方位向和像素點(diǎn)聯(lián)合并行，通過(guò)分析比較確定最佳方法：像素點(diǎn)并行，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證。
　　

4、4.針對(duì)像素點(diǎn)并行，提出一種共享存儲(chǔ)器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。利用共享存儲(chǔ)器讀寫速度快的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)推導(dǎo)線程塊像素距離歷史變化關(guān)系，找到一種共享存儲(chǔ)器優(yōu)化使用方法；通過(guò)仿真驗(yàn)證，在Tesla架構(gòu)下能進(jìn)一步提升性能。
　　5.不同精度 GPU并行算法性能比較及改進(jìn)。在單/雙精度條件下，進(jìn)行并行方法的成像效率及質(zhì)量仿真，結(jié)果表明雙精度成像質(zhì)量高但效率低；通過(guò)數(shù)據(jù)分析，找到一種優(yōu)化方法，在不影響成像質(zhì)量的前提下，極大的提升雙精度效率。
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