【摘 要】
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合成孔径雷达(SAR)是一种能够实现二维高分辨率成像的遥感设备。它借助于机载或星载的运动平台,通过发射大时宽-带宽积的线性调频信号,在接收到回波后进行二维信号处理,可以获得二维高分辨率的场景信息。干涉合成孔径雷达(InSAR)是在SAR的基础上发展而来的。通过增加一个天线,载机平台在一次飞行过程中可以使用两个天线对相同场景进行照射。利用两个天线位置的不同导致接收回波的时延不同,并结合测量几何关系,
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合成孔径雷达(SAR)是一种能够实现二维高分辨率成像的遥感设备。它借助于机载或星载的运动平台,通过发射大时宽-带宽积的线性调频信号,在接收到回波后进行二维信号处理,可以获得二维高分辨率的场景信息。干涉合成孔径雷达(InSAR)是在SAR的基础上发展而来的。通过增加一个天线,载机平台在一次飞行过程中可以使用两个天线对相同场景进行照射。利用两个天线位置的不同导致接收回波的时延不同,并结合测量几何关系,即可得到照射场景的三维信息。SAR/InSAR技术在遥感测绘和地质探测等多个领域中有着重要的作用。在遥感探测和战场侦察等应用领域中,需要使用SAR/InSAR技术快速获得照射场景的二维/三维信息,这对高分辨SAR/InSAR成像算法的实时性提出了要求。机载SAR/InSAR平台运动状态不稳定,高分辨SAR/InSAR成像算法处理难度大。因此将高分辨SAR/InSAR成像算法移植到硬件系统中实现实时处理时需要进行针对性优化,以保证其有效性。本文基于多核DSP TMS320C6678芯片,实现了高分辨SAR/InSAR成像算法实时处理。本文的主要研究内容可以概括如下:1.针对高分辨SAR/InSAR成像算法进行了研究。本文研究了一种适用于多种工作模式的高分辨SAR成像算法。以回波信号为基础详细分析了成像算法在距离向和方位向的处理步骤,最终得到了高分辨率的SAR图像。介绍了InSAR测高原理,针对高分辨要求分析了InSAR处理流程,详细介绍了InSAR处理中的关键步骤。使用机载实测数据验证了高分辨SAR/InSAR成像算法的可靠性。2.设计并实现了高分辨SAR/InSAR实时信号处理系统的数据通信方式。介绍了实时信号处理系统的硬件组成和信号处理子系统的核心处理器TMS320C6678 DSP的硬件架构和工作优势。针对实时信号处理系统的硬件组成,设计了各个子系统的具体工作内容和高分辨SAR/InSAR成像算法实时处理的实现方案。为了实现实时信号处理系统中各个子系统之间数据的灵活传输,提出了使用CPS 1848数据交换芯片构建实时信号处理系统数据通信的星状拓扑结构。实现了信号处理子系统内部,信号处理子系统和数据交换子系统,信号处理子系统和信号采集子系统之间的数据通信方式。3.实现了基于多核DSP C6678的高分辨SAR/InSAR成像算法的实时处理。针对实时信号处理过程中距离向和方位向数据读写速度差距较大的问题,基于DDR3的寻址机制,结合DSP的数据流工作模式,提出了一种数据分块处理的方法。这种分块处理的方法能够均衡多核DSP C6678中二维数据在距离向和方位向的读写速度,提高多核DSP C6678的工作效率。详细介绍了在多核DSP C6678中实现高分辨SAR/InSAR成像算法的实时处理流程。根据多核DSP C6678的工作特点对干涉处理中的重要步骤进行了改进和优化,并使用机载实测数据验证了高分辨SAR/InSAR成像算法的实时性和有效性。
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