星载SAR多普勒中心实时估计技术研究

【摘要】：星载SAR可以在卫星飞行的同时,获得高分辨率SAR图像。其在军事和民用领域都取得了广泛的应用。多普勒中心估计是SAR成像算法中重要的组成部分。由于雷达数据量大、速率高,多普勒中心估计的实时实现具有很大的挑战性。因此,根据系统要求,针对性地选用高速数字信号处理芯片,采用合理的处理结构、优化软硬件处理算法,高效、实时完成多普勒中心的实时估计,是一件非常重要的工作。 本文的研究工作是紧紧围绕着多普勒中心实时估计处理板的研制展开的。文章首先阐述了星载SAR的成像原理,然后对多普勒中心估计算法进行了研究,接着按照结构化设计的方法设计开发了采用ADSP-TS101s作为核心处理部件进行多普勒中心实时估计的高速信号处理板。通过优化的结构设计和软件流程,有效保证了硬件资源的高效利用,实现了多普勒中心实时估计的处理。 本文通过对星载SAR多普勒中心实时估计基本工作原理的分析,讨论了高速数字信号处理常用的并行处理技术,包括片内并行、片间并行和系统级并行;重点介绍了多普勒中心处理板的结构化设计方法,并给出了具体模块的设计方法。最后基于设计的数字信号处理平台,采用相关函数法实现多普勒中心的实时估计。 随着超大规模集成电路技术、高密度存储技术和计算机技术的发展,SAR实时数字成像处理器也在不断地发展,其实现方式、算法和系统结构也在不断地调整和改进,全数字化的高分辨率星载实时成像处理系统的研制将是一个非常具有挑战意义的课题。论文以星载SAR多普勒中心估计处理板的设计为例,希望能对未来全数字化星载实时成像处理系统的研制起到一定的参考作用。