[发明专利]一种大场景SAR回波模拟并行处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种大场景SAR回波模拟并行处理方法，包括：通过CPU将SAR回波计算参数以及大场景RCS数据传送给GPU；GPU对收到的大场景RCS数据进行分割并分配线程进行处理；GPU将处理完成的数据结果导入到CPU进行验证，本发明采用“CPU+GPU”异构并行计算目标回波相比与传统CPU计算回波更加有优势，速度更快，效率更高。加速比可以达到上百倍。因此，对于传统回波模拟的速度慢，效率低的问题，基于GPU的SAR回波模拟的模式更加快速有效。

技术领域

本发明属雷达信息处理技术领域，尤其涉及一种大场景SAR回波模拟并行处理方法。

背景技术

雷达的信号带宽决定雷达的径向分辨率，对于SAR雷达，一般采用合成孔径的方式，从而得到很高的目标距离分辨率。针对宽带SAR雷达目标回波信号的模拟，对应每一个方位向上的雷达发射脉冲，需要根据目标场景中的目标特性，确定在该频率下的距离向目标的一维距离像，目标等效散射点分布间隔与雷达分辨率大小匹配，将每一个等效散射点参数计算的一维距离像数据与发射信号卷积形成点回波信号，并对所有散射点回波进行叠加，得到整个大场景照射区域目标回波信号，然而，随着SAR 回波数据模拟的发展，需要处理的数据量越来越大，传统的CPU单核计算已经无法满足要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大场景SAR回波模拟并行处理方法，能够对大场景SAR回波模拟信号并行处理。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

第一方面，提供了一种大场景SAR回波模拟并行处理方法，包括：

通过CPU将SAR回波计算参数以及大场景RCS数据传送给GPU；

GPU对收到的大场景RCS数据进行分割并分配线程进行处理；

GPU将处理完成的数据结果导入到CPU进行验证。

结合第一方面，进一步的，所述GPU对收到的大场景RCS数据进行分割并分配线程进行处理具体为：

按照方位向将大场景均等分为N个区域，GUP给每个区域分配一个线程块进行计算得到每个区域的一维距离像，然后再通过雷达发射的调频信号和该一维距离像得到该区域的回波信号。

结合第一方面，进一步的，所述通过雷达发射的调频信号和该一维距离像得到该区域的回波信号包括：首先将雷达发射的调频信号和一维距离像通过GPU中的cuFFT函数变换到频域，然后调用矩阵并行点乘函数实现两个信号在频域中的复乘，最后将信号通过快速傅里叶变换到时域，得到真实的回波信号。

结合第一方面，进一步的，所述GPU将处理完成的数据结果导入到CPU进行验证具体为：将GPU处理生成的各区域的回波信号导入到CPU中合并成完整的回波信号，再对完整的回波信号进行验证。

结合第一方面，进一步的，通过成像算法对完整的回波信号进行验证。

第二方面，提供了一种大场景SAR回波模拟并行处理系统，其特征在于，包括：

分割处理模块：用于通过CPU将SAR回波计算参数以及大场景RCS数据传送给GPU；

GPU对收到的大场景RCS数据进行分割并分配线程进行处理；

合并验证模块：用于GPU将处理完成的数据结果导入到CPU进行验证。

有益技术效果：本发明采用“CPU+GPU”异构并行计算目标回波相比与传统CPU计算回波更加有优势，速度更快，效率更高。加速比可以达到上百倍。因此，对于传统回波模拟的速度慢，效率低的问题，基于 GPU 的 SAR 回波模拟的模式更加快速有效。

附图说明

图1为本发明中SAR回波特性的示意图；

图2为本发明中CPU与GPU异构并行计算产生SAR目标回波信号电路图原理示意图；

图3为本发明中回波规约累加过程示意图；