DEVELOPMENT OF AN AIRBORNE SAR REAL-TIME DIGITAL IMAGING PROCESSOR

An airborne SAR real-time digital imaging processor is presented, and its realtime digital imaging principle and main technical parameters are analyzed briefly. The system configuration and logical structure are described in detail. Finally the main features of this system and examples of imagery obtained with the system are also presented.

基于SPECAN处理的斜视SAR实时成像算法及其FPGA实现

斜视合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)成像具有广阔的应用前景。首先提出一种基于SPECAN算法的斜视SAR实时成像处理方法,具有运算量小、操作简单的特点。针对SPECAN处理带来的图像扇形畸变,提出采用Sinc插值校正方位采样间隔空变性的方法,实现图像扇形畸变的校正。在此基础上采用FPGA(field programmable gate arrays,FPGA)实时编程实现,重点阐述基于"空域滤波"思想的Sinc插值模块设计。实测数据处理结果验证了该算法的有效性及FPGA实时实现的可行性。

基于FPGA实现的星载SAR实时成像系统研究

针对星载SAR实时成像处理的研究目前主要集中在实时成像运算器(SAR processor),而未见到实时成像系统(SAR imaging system)的研究,提出了一种CS算法的星载SAR实时成像系统的体系结构,并基于FPGA实现了原型系统.该体系结构可以自主完成星载SAR实时成像,并具有良好的可扩展性.利用模拟信号源和高速数据记录仪对原型系统验证,1个信号处理单元在50MHz工作频率下,约11s内完成16384×16384个样本的星载雷达原始数据的成像处理,用4个信号处理单元就可达到为PRF为2000Hz的星载SAR的1∶1实时成像要求.

GPS支持下的机载SAR遥感图像无控制准实时地理定位

合成孔径雷达遥感图像的地理定位在自然灾害的动态监测中有着重要意义。研究并推导出了在GPS定位数据支持下的有速度约束条件的机载SAR图像帧定位元素的解算模型,实现并试验了机载SAR图像的准实时地理定位方法。该方法根据同一航带的图像帧与帧之间的地面连续性,自动并有效地消除了相邻帧地理定位图像之间的裂缝,实现了航带的整体地理定位,从而使机载SAR遥感图像对自然灾害的评估和发展情况预测手段达到准实时效率成为可能。

机载高分辨聚束式SAR实时成像处理系统的FPGA实现

该文设计并实现了一个基于FPGA的机载高分辨聚束式SAR实时成像系统。该系统基于经典极坐标算法,在2维波束域完成运动误差估计及补偿,获得了良好聚焦的图像。文中详细阐述了将算法映射到FPGA实现的设计过程,给出了硬件系统平台的构成,并对系统资源、运算速度和成像结果进行了分析。在对实测机载聚束式SAR数据进行实时处理的实验中,FPGA工作在100 MHz时,该系统11 s内可完成16384×32768点8位数据的成像处理。良好的实时成像结果验证了该系统的有效性和可靠性。

基于SDRAM的星载SAR星上实时成像转置存储器

论述了合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)实时成像处理转置存储器(Corner Turning Memory,CTM)的功能和原理,提出了一种基于SDRAM的星载SAR星上实时成像处理CTM系统实现方案。考虑到星上环境对器件的抗辐照要求,系统选用一片XQB2V500 FPGA做控制器,主存储器选用三片Micron公司的MT48LC16A2 SDRAM。系统采用三页式结构,输入输出并行处理。文章分析了系统输入、输出接口时序,给出了详细的硬件实现和测试结果。实验结果表明该CTM系统方案可行,能够应用在星上实时成像处理器中。

机载SAR实时成像处理系统设计

介绍了机载SAR实时信号处理器的体系结构和实时信号处理的算法流程,通过对载机平台实测数据进行成像处理,给出了高分辨率的SAR图像,验证了该系统的可靠性。

机载SAR实时成像系统中的数据可视化研究

SAR实时成像系统在国防等很多领域都有着重要的应用 ,系统对数据可视化方面的要求也越来越高 ,但目前国内对SAR实时成像系统的数据可视化方面的研究还不多 提出了一种针对SAR实时成像系统的新的数据可视化方案 ,并已在实际的飞行成像中得到了检验 新方案实时提供的信息更全面、更直观、可分析性更强 ,具有较强的信息表现能力和双向实时交互能力 ,能够较好地辅助对图像的在线分析

拉格朗日乘子法在机载SAR成像系统降采样滤波器设计中的应用

根据机载合成孔径雷达 (SAR)的成像要求 ,本文对降采样滤波器的设计提出了使降采样后将混迭进通带的旁瓣能量与通带能量之比为最小的评价标准 .在对拉格朗日乘子法做了详细的推导后给出了FIR滤波器求解的步骤 .通过对利用天线方向图和不考虑天线方向图的两滤波器的比较得出结论 :对于机载SAR实时成像系统的降采样滤波器考虑天线方向图的专门设计是必要的 .

机载高分辨力SAR实时运动补偿的实现

本文详细地分析了载机运动误差与回波相位的关系,提出了基于G4DSP信号处理板的机载SAR实时运动补偿方法,该方法利用G4DSP的四个CPU构成流水线处理器,采用子孔径方法分段提取回波的多普勒调频斜率,然后利用调频斜率的变化计算载机的运动误差,通过相位误差函数与方位数据的时域相乘补偿运动误差。实时信号处理机的实验表明,本文方法能实时和有效的实现机载SAR运动补偿,获得满意的成像质量。

一种SAR成像快速算法及优化实现

针对实时SAR成像处理中相关运算量大的特点,提出了新的频域分解快速算法和优化设计方法.根据参数优化准则,选择合适的填零个数和DFT点数分解方式,分析出利用频域分解和频域分段两种算法,可以大大减少相关运算中FFT变换的运算量.在不同情况下,详细分析了多种算法的速度性能和适用性.在并行多处理器上利用此算法,降低了SAR实时成像的运算量和成像延迟,显著提高了SAR实时成像的处理速度.

机载SAR实时数字成像处理器的研制

本文在介绍机载合成孔径雷达实时成像处理器的工作原理和系统组成的基础上,阐述了我国自行研制的第一台机载SAR实时数字成像处理器的主要性能和初步应用结果,并给出了该成像系统产生的微波数字图像。

一种基于脉冲压缩的机载条带SAR重叠子孔径实时成像算法

该文提出了一种基于距离向脉冲压缩体制的机载条带SAR重叠子孔径(OSA)实时成像算法,可直接应用于未采用去斜接收技术的条带机载SAR实时成像处理系统。该算法在距离向采用脉冲压缩技术、方位向采用OSA信号处理方法,能够在成像过程中完成距离徙动校正并消除空变相位误差,得到条带模式下的高分辨率图像。首先分析了条带模式SAR几何关系,然后在脉冲压缩体制下建立了回波模型并对成像流程进行了详细的数学推导,最后对运算量、存储量与成像范围进行了计算分析,对点目标数据进行了仿真,利用实时处理平台对原始数据进行了成像,验证了算法的高时效性。

基于ADSP-TS201的实时SAR成像研究

SAR成像具有数据率高、数据量大、算法复杂、处理实时性较难保证的特点。目前随着大容量、高速并行计算机技术的迅速发展,成像雷达信号处理实时性问题的研究获得了很大的发展。介绍了一种基于ADSP-TS201实时信号处理系统的体系结构和SAR实时成像算法流程,最后通过试验论证了该方法的正确性。

SAR实时成像系统中方位向滤波器设计研究

方位向降采样滤波器作为机载合成孔径雷达(SyntheticApertureRADAR,SAR)实时成像系统中关键组成部分之一,其性能将直接关系到图像质量的优劣。由于受到运算代价、存储开销的限制,方位向降采样滤波器的阶数不能很高。如何在滤波器阶数受限的情况下,设计出满足实时处理要求的性能优异的滤波器是一个值得研究的问题。针对机载SAR实时成像系统应用,提出了一种新的方位向降采样滤波器设计方法,引入增广拉格朗日函数实现了通带均方误差最小、阻带最大误差最小准则的方位向降采样滤波器。计算机仿真验证说明了该设计方法的优越性,在同样阶数、同样存储开销的情况下,所设计的滤波器性能要优于纯粹的最大误差最小准则设计的滤波器,满足了机载SAR实时成像系统的要求。

航迹显示在实时SAR图像传输中的实现与应用

深入研究了“九五”国家重中之重科技攻关项目“航空遥感图像实时传输”中航迹显示的原理与方法,并在此基础上研制出了用于航空遥感图像实时传输的航迹显示系统。航空遥感图像实时传输的航迹显示系统能够对飞机的航迹进行实时显示,使系统的人机界面更加友好,增加系统的可操作性,以使灾害指挥人员直观地了解飞机的监测区域,为及时评估灾情和作出决策提供了重要的依据。

高效机载SAR实时成像处理系统设计

针对实际中机载SAR成像的运动误差问题,提出基于子孔径分割的高效机载SAR运动补偿算法,其中成像采用线频调变标(Chirp Scaling,CS)算法。同时设计基于FPGA+DSP的实时信号处理系统,并通过合理的数据流控制,运算资源分配和任务分配,将实时成像算法高效可靠地映射到实时信号处理器内。仿真和外场成像实验都验证了该SAR实时成像处理算法和系统的有效性及可靠性。

基于高性能机群的环境一号C卫星SAR图像全分辨率快视实时处理系统设计与实现

该文设计和实现了基于高性能机群的环境一号C卫星SAR图像全分辨率快视实时处理系统,该系统对环境一号C卫星2012年12月9日首次开机获取的SAR遥感数据进行了快视图像处理。结果表明:该快视处理系统完全满足SAR图像全分辨率快视实时处理能力。该系统是我国首次实现星载SAR图像全分辨率快视实时处理的业务运行系统。

星载SAR成像处理器中转置存储器的FPGA实现

论述了合成孔径雷达(Syntheticapertureradar,SAR)成像处理器转置存储器(Cornerturningmemory,CTM)的功能和原理,提出了一种基于FPGA的星载SAR成像处理器CTM设计方案,分析了系统的参数及输入输出接口时序,给出了详细的硬件实现,并进行了功能和时序仿真。方案主要部分由一片XC2V500FPGA和三片K6F3216T6MSRAM组成,采用三页式结构和输入输出并行处理方法,考虑了星上环境条件对器件的限制,可以实现星上SAR实时成像处理器的CTM系统。实验结果表明该CTM系统可行。

使用去调频宽带LFM信号的SAR实时成像处理

本文阐述了对采用去调频宽带LFM信号方法的SAR条带模式数据进行高分辨率实时成像的处理算法 .与以前的实时处理不同之处在于 :( 1)距离向目标的回波信号经过了去调频处理 ;( 2 )要对距离单元迁移实时校正 ;( 3)方位向单孔径实时连续成像 .本文详细讨论了对SAR距离向去调频数据处理的原理和方法 ,提出适合实时处理的距离迁移校正的方法 ,并分析了整个实时处理流程的时限和计算量 .实践证明本文的实时处理算法和流程是有效的 .