[发明专利]一种星载SAR实时成像装置

权利要求书

1.一种星载SAR实时成像装置，其特征在于，包括卫星姿态轨道控制单元、中央处理单元、SAR载荷、SAR成像处理单元、智能信息处理单元、数据处理单元以及载荷控制单元；

所述中央处理单元根据目标信息确定包括成像分辨率、幅宽、载荷指向以及卫星姿态的控制参数，并将控制参数发送给卫星姿态轨道控制单元和载荷控制单元；

所述卫星姿态轨道控制单元根据所述控制参数将卫星姿态调整到此次任务规定状态，载荷控制单元根据控制参数计算出载荷成像参数控制SAR载荷工作，SAR载荷根据成像参数开始对指定区域进行探测扫描，并将接收到的射频回波信号下变频成中频模拟信号发送给SAR成像处理单元；

SAR成像处理单元结合载荷控制单元发送的雷达参数将回波信号处理成SAR图像，然后通过光纤将成像数据发送给智能信息处理单元；

智能信息处理单元对SAR图像数据先进行图像量化，即将原始单精度浮点复数数据量化为8位的定点数据，再进行目标检测处理：如果没有检测到目标，则此次任务结束；如果检测到目标，对目标的坐标位置进行判断和计算，确定目标最密集的中心位置作为详查成像的中心成像点；然后根据中心成像点和目标分布情况计算得出详查包括成像分辨率、幅宽、成像下视角、卫星轨道和姿态的参数信息，并将其发送给中央处理单元计算详查模式下的SAR成像参数，中央处理单元将上述参数信息分发给载荷控制单元、姿态轨道控制单元和SAR成像处理单元；

所述姿态轨道控制单元根据轨道和姿态参数信息在指定时间内机动到指定位置并将姿态调整到指定状态，便于后续SAR载荷进行目标探测；载荷控制单元根据波束控制信号控制SAR载荷的波束指向进行感兴趣目标探测扫描；SAR成像处理单元根据采集到的SAR载荷回波信号和雷达参数进行SAR成像处理获取高分辨率SAR图像数据，并将其通过光纤模块发送给智能信息处理单元；

所述智能信息处理单元对SAR成像处理单元发送过来的高分辨率SAR图像数据先进行图像量化，将原始单精度浮点复数数据量化为8位的定点数据，用于目标检测处理；目标检测完成后，一方面，根据检测结果在原始浮点复数图像数据中获取目标切片，将目标切片发送给深度学习前向推理模型进行目标鉴别处理，获取目标的类型和置信度信息；另一方面，根据目标检测结果坐标位置和SAR载荷波束指向、卫星轨道和姿态信息进行空间几何定位处理，确定目标所在位置的经纬度信息，并将目标位置、目标切片、目标类型、目标置信度结果信息通过SpaceWire总线发送给数据处理单元；

所述的数据处理单元接收到结果信息，将其进行数据压缩、编码处理后，快速将信息下传，形成高品质的情报信息；与此同时，数据处理单元根据任务需要和指令控制的方式，将SAR成像处理单元通过光纤传输过来的原始回波数据或者处理完成的SAR图像数据进行下传，便于地面进行数据分析。

2.如权利要求1所述的一种星载SAR实时成像装置，其特征在于，所述目标的中心成像点位置的计算方法为：目标i的坐标为(X_i,Y_i)，目标总个数为k，分别计算目标i和其他k-1个目标坐标的平方差δ_i，则δ_i最小值对应的位置坐标即为中心成像点。

3.如权利要求1所述的一种星载SAR实时成像装置，其特征在于，对图像数据进行量化的过程为：将32位无符号定点数据分成6个区间，分别为：第一区间为[0，256)，第二区间为[256，4096),第三区间为[4096,16384),第四区间为[16384,65535)，第五区间为[65536,262143)，第六区间为[262144,4294967296)，六个区间对应生成6个灰度映射表，每个表大小为256,6个灰度表合成为一个大小为1536的表，第一区间灰度表生成方法为：假设输入数据为n，其中，n＝0,1,2,3,…,255，则进行灰度映射后，获得的灰度表数值为10×log(n)，对应地址索引值为n；

第二区间灰度生成方法为：假设输入数据为n，其中，n＝256,257,258,259，…,4094,4095,则进行灰度映射后，获得的灰度表数值为10×log(round(n/16)×16)，对应地址索引值为round(n/16)；

第三区间灰度生成方法为：假设输入数据为n，其中，n＝4096,4097,4098,4099，…,16382,16383,则进行灰度映射后，获得的灰度表数值为10×log(round(n/64)×64)，对应地址索引值为round(n/64)；

第四区间灰度生成方法为：假设输入数据为n，其中，n＝16384,16385,16386，…，65534,65535,则进行灰度映射后，获得的灰度表数值为10×log(round(n/256)×256)，对应地址索引值为round(n/256)；

第五区间灰度生成方法为：假设输入数据为n，其中，n＝65536,65537,65538,65539，…,262142,262143,则进行灰度映射后，获得的灰度表数值为10×log(round(n/1024)×1024)，对应地址索引值为round(n/1024)；

第六区间灰度生成方法为：假设输入数据为n，其中，n＝262144,262145,262146，…，4294967294,4294967295,则进行灰度映射后，获得的灰度表数值为10×log(round(n/4096)×4096)，对应地址索引值为round(n/4096)；

对输入表的数据先判断其属于哪个区间：若属于第1区间，则直接以输入值进行查表，即直接利用输入数值作为地址索引值查表；

若属于第2区间，则将输入值除以16，得到的结果加上256作为地址索引值进行查表；若属于第3区间，则将输入值除以64，得到的结果加上512作为地址索引值进行查表；若属于第4区间，则将输入值除以256，得到的结果加上768作为地址索引值进行查表；若属于第5区间，则将输入值除以1024，得到的结果加上1024作为地址索引值进行查表；若属于第6区间，则将输入值除以4096，得到的结果加上1280作为地址索引值进行查表；

通过查找灰度映射表得到8位灰度数据，即为量化完成的图像数据。