[发明专利]一种基于GPU的机载前视扫描雷达并行处理方法

权利要求书

1.一种基于GPU的机载前视扫描雷达并行处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、利用CUDA中的CUFFT库创建FFT变换计划；

所述步骤S1包括以下分步骤：

S11、根据距离向M点、方位向N点大小的雷达回波矩阵，利用CUDA中的CUFFT库创建M点复数FFT变换，并执行N次的FFT变换计划，简记为FFT_M,N；

S12、根据距离向M点、方位向N点大小的雷达回波矩阵，利用CUDA中的CUFFT库创建N点复数FFT变换，并执行M次的FFT变换计划，简记为FFT_N,M；

S2、综合利用CPU和GPU完成解卷积过程中的雷达天线方向图预处理；

所述步骤S2包括以下分步骤：

S21、利用CPU读取用于解卷积的雷达天线方向图的一维数组数据，并将雷达天线方向图数据存在页锁定主机内存中；

S22、将CPU中的雷达天线方向图数据复制到GPU的全局存储器中；

S23、在GPU中将雷达天线方向图数据由实数转化为复数；

S24、在CPU的控制下，在GPU中利用循环迭代的频域插值或抽取方法对雷达天线方向图数据进行插值或抽取，得到插值或抽取结果其中n1表示雷达天线方向图数据插值或抽取后的总数据点数；

S25、在GPU中对进行幅值求解及归一化处理，得到归一化后的雷达天线方向图S26、在GPU中对进行末端补零处理，补零数目为N-n，得到新的雷达天线方向图 n为常数且n≥1；

S27、在GPU中对进行向数据起点方向的循环移位，循环移位次数为floor(N/2),floor表示向下取整，得到雷达天线方向图循环移位结果

S28、在GPU中将扩展为N行、M列的按行存储的天线方向图矩阵A_N,M，天线方向图矩阵所有列向量都为利用步骤S12中创建的FFT_N,M变换计划，对A_N,M矩阵执行矩阵列FFT变换，并对A_N,M矩阵FFT变换后的矩阵A_fft(N,M)进行共轭变换，得到矩阵A_fftconj(N,M)，将矩阵A_fft(N,M)和矩阵A_fftconj(N,M)按列储在GPU的不同的全局存储器中；

S3、利用CPU读取扫描雷达系统的原始数据并对其进行预处理；

S4、在GPU中完成距离向脉冲压缩处理；

S5、在GPU中完成距离走动校正处理；

S6、在GPU中完成基于最大似然准则的解卷积成像算法处理；

S7、利用CPU保存雷达成像结果数据；

S8、判断是否需要处理下扫描雷达数据，若是则返回步骤S3，否则结束该雷达数据处理流程。

2.根据权利要求1所述的机载前视扫描雷达并行处理方法，其特征在于，所述步骤S25中采用自适应并行归约求最大值的方法实现求解n1点雷达天线方向图数据中的最大值。

3.根据权利要求1所述的机载前视扫描雷达并行处理方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：

利用CPU读取扫描雷达回波数据及其对应的机载惯导数据和雷达转台伺服数据，并利用CPU对机载惯导数据中的飞行速度和俯仰角度进行求均值处理，对雷达转台伺服数据进行三次样条插值处理，插值后雷达转台伺服数据长度为N，将雷达回波数据、飞行速度、俯仰角度存储在页锁定主机内存中，再将CPU中雷达回波数据、雷达转台伺服数据、飞行速度和俯仰角度复制到GPU的全局存储器中。

4.根据权利要求1所述的机载前视扫描雷达并行处理方法，其特征在于，所述步骤S4包括以下分步骤：

S41、创建两个CUDA流，分别记为stream41和stream42；

S42、在stream42中顺序完成构造去载频相位因子矩阵、构造脉压函数矩阵以及执行脉压函数矩阵距离维的FFT变换，所述FFT变换运用步骤S11中的FFT_M,N变化计划来实现；

S43、在stream41中顺序完成雷达回波数据由实数转换为复数、雷达回波复数域数据的距离维希尔伯特变换、雷达回波数据距离维的去载频处理以及距离向脉冲压缩处理，得到距离向脉冲压缩处理结果矩阵PC_M,N，其中M、N分别为距离向点数和方位向点数。