基于LabVIEW的弹载SAR回波仿真及成像方法

摘要

本发明属于雷达信号处理技术领域，特别涉及基于LabVIEW的SAR面回波仿真及弹载SAR成像方法。其具体步骤为：在LabVIEW界面输入合成孔径雷达的工作参数，利用CUDA架构将弹载SAR回波仿真的过程封装为DLL函数；LabVIEW将合成孔径雷达的工作参数输出至库函数节点，库函数节点调用所述DLL函数，得到所有方位时间SAR观测场景的回波数据。

主权项

基于LabVIEW的弹载SAR回波仿真方法，其特征在于，包括以下步骤：在LabVIEW界面输入合成孔径雷达的工作参数，利用CUDA架构将弹载SAR回波仿真的过程封装为DLL函数；LabVIEW将合成孔径雷达的工作参数输出至库函数节点，库函数节点调用所述DLL函数，得到所有方位时间SAR观测场景的回波数据；利用CUDA架构进行弹载SAR回波仿真的过程包括以下子步骤：子步骤1，在CPU端，设置合成孔径雷达的工作参数；所述合成孔径雷达的工作参数包括合成孔径雷达方位向采样点数N_a；所述合成孔径雷达的工作参数还包括合成孔径雷达距离向采样点数N_r；子步骤2，在CPU端，设置SAR观测场景，以SAR观测场景的中心为参考点建立坐标系，设置SAR每个阵元在每个方位时间的位置，设置SAR观测场景中每个散射点的坐标和散射系数；子步骤3，将CPU在子步骤1和子步骤2中设置的所有数据复制到GPU的全局内存中；子步骤4，在GPU端，使用第1个Kernel函数、第2个Kernel函数和第3个Kernel函数得出第l个方位时间SAR观测场景的回波数据，l＝1，2，...，N_a；在子步骤4中，得出第l个方位时间SAR观测场景的回波数据的过程为：在GPU端，为第1个Kernel函数分配N1个线程块，表示向上取整，Point_num表示第l个方位时间SAR观测场景中所有散射点的个数，N为设定的自然数，为第1个Kernel函数分配的每个线程块包含256个线程；利用第1个Kernel函数的每个线程得出第l个方位时间N个散射点的回波数据，在计算第l个方位时间每个散射点的回波数据时，计算第l个方位时间对应散射点所在距离单元的回波数据并进行sin c插值，将对应散射点所在距离单元的回波数据进行第k次sin c插值后的数据记为对应散射点的第k次sinc插值数据，k取1至N_r；将对应散射点的第1次sinc插值数据至对应散射点的第N_r次sinc插值数据组合为对应散射点的回波数据；当第1个Kernel函数的每个线程得出第l个方位时间N个散射点的回波数据之后，对第l个方位时间N个散射点的回波数据进行累加，得出第l个方位时间N个散射点的回波数据的第1个距离单元的累加结果至第l个方位时间N个散射点的回波数据的第N_r个距离单元的累加结果，将第l个方位时间N个散射点的回波数据的第1个距离单元的累加结果至第l个方位时间N个散射点的回波数据的第N_r个距离单元的累加结果组成第l个方位时间N个散射点的回波数据的累加结果；在得出第l个方位时间N个散射点的回波数据的累加结果的过程中，第1个Kernel函数的每个线程块得出256×N_r个复数元素；在GPU端，为第2个Kernel函数分配N2个线程块为第2个Kernel函数分配的每个线程块包括256个线程；针对第1个Kernel函数的每个线程块得出的256×N_r个复数元素，在第2个Kernel函数中调用N_r个线程块；针对第1个Kernel函数的每个线程块得出的第l个方位时间N个散射点第k个距离单元的256个复数元素，在第2个Kernel函数对应的N_r个线程块中使用第k个线程块对第1个Kernel函数的每个线程块得出的第l个方位时间N个散射点第k个距离单元的256个复数元素进行并行归约求和，得出第l个方位时间第2个Kernel函数对应的N_r个线程块中第k个线程块的累加求和结果；在GPU端，为第3个Kernel函数分配N_r个线程块，为第3个Kernel函数分配的每个线程块包括256个线程；在调用第2个Kernel函数实现回波数据的部分累加后，采用第3个Kernel函数将第2个Kernel函数的输出结果再次用共享内存进行累加；第3个Kernel函数的第k个线程块从GPU的全局内存中读取第2个Kernel函数得出的第l个方位时间的第k个距离单元的累加结果，然后对第2个Kernel函数得出的第l个方位时间的第k个距离单元的累加求和结果进行并行归约求和，得出对应的累加求和结果；第3个Kernel函数得出的第l个方位时间的N_r个累加求和结果为第l个方位时间SAR观测场景的回波数据；子步骤5，令l依次取1，2，...，N_a，并重复执行子步骤4，得出所有方位时间SAR观测场景的回波数据。