[发明专利]基于局域网和图形处理器的机载雷达实时信号处理方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，特别涉及一种机载前视雷达实时信号处理方法。

背景技术

机载雷达具有前视高分辨率成像探测能力，可实现对飞行前方地面区域目标侦察、定位、识别和打击，能够有效提高战机的对地、对海的作战能力。前视实孔径雷达方位分辨率与发射波束宽度及探测距离成反比，方位分辨率随着波束宽度或作用距离的增加而急剧下降，不能对前视区域实现高分辨成像；单脉冲前视成像技术，仅适应于干净背景下的强点目标成像；正侧视合成孔径雷达和斜前视多普勒波束锐化技术，对前视区域存在成像盲区。然而由于前视雷达距离向回波可以视为雷达天线方向图垂直面和目标距离散射信息的卷积，方位向回波为雷达天线方向图与目标方位散射信息的卷积，因此可以通过解卷积技术来实现前视雷达方位向的高分辨成像。文献“Bayesiandeconvolutionforangularsuper-resolutioninforwardlookingscanningradar”(Sensors,2015,15(3),pp:6924-6946)中提出了一种基于贝叶斯准则的解卷积方法，有效的提高了前视扫描雷达的方位分辨率。

在雷达信号实时处理领域中，目前，国内外一般的处理手段是采用DSP、FPGA或者其他专用处理器进行并行集群来获得大的通信带宽和高的数据处理效率，这些方法能够达到实时处理，但是这些设计方案具有开发难度高、系统复杂性高、工程量大、灵活性较低等弊端。图形处理器(GPU)近年来广泛应用于雷达数据的实时处理中，文献“ParallelprocessingtechniquesfortheprocessingofsyntheticapertureradardataonGPUs”(Signalprocessingandinformationtechnology,2011,pp:573-580)中，在GPU中并行实现了SAR中的BP成像算法，文献“ProcessingofsyntheticapertureradardatawithGPGPU”(SignalProcessingSystems(SiPS),2009,pp:309-314)利用GPU并行实现了距离多普勒SAR成像算法，达到了加速处理SAR雷达数据的目的。

发明内容

本发明针对机载前视雷达实时成像的问题，提出一种机载前视雷达实时信号处理方法及系统。

本发明的技术方案为：基于局域网和图形处理器的机载雷达实时信号处理方法，包括以下步骤：

S1：将雷达系统的计算机作为服务器，处理雷达数据的计算机作为客户端，并且服务器与客户端通过网线电缆连接，组成服务器至客户端的局域网；

S2：服务器接收原始雷达数据，并对原始雷达数据进行第一预处理和重组；

S3：服务器通过局域网数据传输通道，将经预处理和数据重组的原始雷达数据实时传输给客户端计算机；

S4：在客户端中并发地接收雷达数据和处理雷达数据，然后协同采用CPU和图形处理器实现机载前视雷达成像。

进一步地，步骤S1中所述雷达系统的计算机为具备网卡的计算机，所述处理雷达数据的计算机为具备网卡和图形处理器的计算机。

进一步地，所述步骤S2中的服务器端计算机对原始雷达数据进行第一预处理具体为：将服务器接收到的原始雷达数据进行雷达回波数据和惯导数据分割，并转化雷达回波数据和惯导数据的数据格式。

更进一步地，所述步骤S2中的服务器端计算机对原始雷达数据进行重组具体为：雷达回波数据和惯导数据的重组处理。

进一步地，步骤S3中所述的局域网数据传输通道具体为：采用套接字接口，建立基于TCP/IP协议的局域网数据传输通道。

进一步地，所述步骤S4中在客户端中并发地接收雷达数据和处理雷达数据在客户端雷达信号处理进程中实现，在客户端雷达信号处理进程中创建两个线程，第一线程用于接收服务器传输过来的经第一预处理和重组的原始雷达数据，第二线程用于处理第一线程接收的原始雷达数据，并且第一线程与第二线程之间通过CPU全局内存进行通信。

更进一步地，所述的第一线程与第二线程之间通过CPU全局内存进行通信具体为：第一线程将接收的原始雷达数据，以循环入队列的形式存入CPU全局内存中；第二线程以循环出队列的形式从CPU全局内存中取出原始雷达数据。

更进一步地，步骤S4中所述协同采用CPU和图形处理器实现机载前视雷达成像具体包括以下步骤：

S41：第二线程从CPU全局内存中读取一扫原始雷达数据；