一种合成孔径雷达的分布式后向投影成像方法技术

本发明专利技术公开了一种合成孔径雷达的分布式后向投影成像方法，涉及合成孔径雷达大场景成像领域，解决的技术问题是如何实现SAR的大场景高分辨率高精度成像和降低成像时延，包括如下步骤：获得散射点回波数据，对回波数据进行距离压缩处理后添加对应虚拟阵元的位置信息；进行分布式BP算法的Map阶段；进行分布式BP算法的Reduce阶段，获得成像数据。本发明专利技术可实现SAR的大场景高分辨率高精度成像并降低成像时延。

【技术实现步骤摘要】
一种合成孔径雷达的分布式后向投影成像方法
本专利技术涉及合成孔径雷达大场景成像领域，尤其涉及一种合成孔径雷达的分布式后向投影成像方法。
技术介绍
合成孔径雷达(SyntheticApertureRadar，SAR)是一种全天时、全天候、信息量丰富的遥感成像技术，其出色的空对地探测能力使其成为了军事防御、目标侦察、地形成像、自然灾害监测和国土资源勘探等领域的重要技术手段。随着SAR技术的不断发展和应用场景的复杂化，实现大场景成像和获得更多的场景细节信息已经成为了迫切的需求。但是，如何实现SAR的大场景高分辨率高精度成像和降低成像时延是目前面临的关键问题。在SAR的成像算法中，后向投影(BackProjection，BP)算法适合应用于复杂运动下的大场景高分辨率高精度成像。但是，BP算法的算法复杂度高，成像时延长，限制了其在实际中的进一步应用。因此，国内外学者提出了基于图形处理器GPU(GraphicsProcessingUnit，GPU)的SAR后向投影算法，借助GPU大量的算术逻辑单元和并行编程模型，实现BP算法的快速计算。但是，使用GPU加速BP算法计算也存在以下两个问题：一个是现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成孔径雷达的分布式后向投影成像方法，其特征在于，包括如下步骤：(一)获得散射点回波数据，对回波数据进行距离压缩处理后添加对应虚拟阵元的位置信息；(二)进行分布式BP算法的Map阶段；(三)进行分布式BP算法的Reduce阶段，获得成像数据。

【技术特征摘要】
1.一种合成孔径雷达的分布式后向投影成像方法，其特征在于，包括如下步骤：(一)获得散射点回波数据，对回波数据进行距离压缩处理后添加对应虚拟阵元的位置信息；(二)进行分布式BP算法的Map阶段；(三)进行分布式BP算法的Reduce阶段，获得成像数据。2.根据权利要求1所述的合成孔径雷达的分布式后向投影成像方法，其特征在于，步骤(一)具体过程如下：(1)初始化系统参数，对三维成像场景建立三维直角坐标系，并划分网格，x轴的网格点数为X，y轴的网格点数为Y，z轴的网格点数为Z；一个负责信号发射和接收的实阵元运动形成一个虚拟二维阵列，虚拟二维阵列大小为Nr×Nc，Nr表示虚拟二维阵列的行数，Nc表示虚拟二维阵列的列数；(2)实阵元在每个虚拟阵元位置分别发射雷达宽带信号，并接收目标的回波信号；然后，对所有虚拟阵元位置的回波信号进行数字采样，形成目标回波数据矩阵，记为M，行数为Nr×Nc，列数为N，N表示宽带回波信号采样点数；(3)对矩阵M的每一行数据采用传统雷达距离压缩算法进行距离向成像，得到距离像矩阵Mt，大小不变；(4)在矩阵Mt的右边添加一列，记录每行数据所对应虚拟阵元的位置信息，形成第二距离像矩阵Mt1，大小为(Nr×Nc)×(N+1)；(5)将第二距离像矩阵Mt1上传到Hadoop的分布式文件系统。3.根据权利要求1所述的合成孔径雷达的分布式后向投影成像方法，其特征在于，步骤(二)具体过程如下：(1)将第二距离像矩阵Mt1按行均分成K块，每块(Nr×Nc)/K行数据；数据块的每一行数据转化成一个键值对，记为<keyij,valueij>,keyij为第i块数据第j行的标识，valueij为第i块数据第j行的数据内容；(2)数据块0至数据块K-1各生成一个Map任务，共K个Map任务；所有的Map任务向资源调度组件申请计算所需的容器，得到容器的Map任务就开始执行；将数据块的第一行数据以键值对的形式输入Mapper函数；(3)Mapper函数接收一个键值对<keyij,valueij>，valueij的最后一个值为虚拟阵元的位置信息；在三维成像场景的网格点中，从坐标为(0,0,0)的网格点开始遍历；(4)根据经典BP算法得到该网格点的成像过程数据，将该过程数据存入二维成像矩阵Mz对应的x行、y列中待操作，z表示z轴的坐标值；(5)x轴坐标加1，判断x轴坐标是否小于X，若是，重复步骤(4)至(5)，若否，进入下一步；(6)y轴坐标加1，判断y轴坐标是否小于Y，若是，x轴坐标置...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖可非，李长树，欧阳缮，蒋俊正，刘扬，徐俊辉，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45