陈刚[1]2003年在《并行SHARC系统在SAR信号处理中的应用研究》文中提出信号处理机是合成孔径雷达的关键部分，合成孔径雷达的发展在很大程度上与所用的信号处理器件的水平有关。当今高性能的DSP不断推出，使许多比较复杂的理论算法在硬件中得以实现，有力地促进了合成了孔径雷达技术的提高。以AD公司的并行32位浮点DSP ADSP21060—SHARC(超级哈佛结构计算机)构成的并行处理系统，可以很好地满足合成孔径雷达信号处理的要求。 本文深入分析了相位梯度自聚焦(PGA)算法和Lee滤波器相干斑抑制算法，并在SHARC处理器的并行处理系统中实现了这两种算法。 第一章分析了合成孔径雷达中的相位误差、自聚焦技术和PGA算法，及PGA算法的实现步骤。 第二章介绍了相干斑的特性和机理，以及相干斑抑制技术，介绍了Lee滤波器算法。 以上两章是硬件实现的理论基础。 第叁章介绍了SHARC处理器的内部结构，以及由多片处理器组成的并行处理系统。 第四章介绍了达林顿PCI板开发系统的软硬件开发环境、应用程序开发及调试步骤。 第五章说明了如何在并行处理系统上实现上述两种算法，讨论了实现过程中需注意的问题，并给出了改进的方案，最后给出了处理结果。 结束语对本文工作做了总结说明，并指出了需要解决的问题与研究思路。
何涛[2]2005年在《基于Curvelet变换的SAR图像相干斑抑制算法研究与实现》文中认为合成孔径雷达(SAR)是二战以后发展起来的一种高分辨力成像雷达,它可以全天候、全天时、远距离地得到类似光学照相的高分辨力图像,在军事和民用方面都具有重要的应用价值。目前国内外广泛开展 SAR 图像处理的研究,其相干斑抑制算法是一个研究热点。相干斑噪声是 SAR 图像所固有的,它的存在影响了 SAR 图像的应用。本文结合江苏省基础研究计划(自然科学基金 N0.BK2001047)“合成孔径雷达(SAR)图像定量评估研究”,对 SAR 图像的相干斑噪声抑制进行了相关研究和分析,将一种对边缘检测比较有效的多尺度变换——Curvelet 变换应用于 SAR 图像相干斑噪声抑制,并对整个算法在并行 DSP 系统上的实现以及作为 Curvelet 变换实现的主要部分——小波变换的 FPGA 仿真进行了研究。第一章为绪论,简要介绍了本文的研究目的及意义,国内外研究进展情况,以及本文主要的工作。第二章首先介绍了相干斑噪声的形成机理,研究了相干斑噪声模型,然后分析了SAR 图像的统计特性,并介绍了一些常用的 SAR 图像质量的评估指标。第叁章研究了 Curvelet 变换在 SAR 图像处理中相干斑抑制方面的应用,在此基础上,对原算法做了适当的改进,结合形态滤波运用于去噪后的残留图像,有效的保留了 SAR 图像中的结构信息。第四章讨论了基于并行 DSP 系统的 Curvelet 变换的几种实现方案,研究了Curvelet 变换软硬阈值算法在 SHARC 并行多处理系统上的实现。第五章研究了小波变换的 FPGA 仿真实现,为下一步 Curvelet 变换的硬件实现奠定了基础。结束语对本文的工作进行了总结,指出了有待进一步研究的问题。
洪雨[3]2004年在《SAR图像斑点抑制算法实现与质量评估研究》文中指出合成孔径雷达(SAR)是二战以后发展起来的一种高分辨力成像雷达，它可以全天候、全天时、远距离地得到类似光学照相的高分辨力图像，在军事和民用方面都具有重要的应用价值。目前国内外广泛开展SAR图像的研究，其图像质量的评估是一个研究热点。本文结合江苏省基础研究计划(自然科学基金NO.BK2001047)“合成孔径雷达(SAR)图像定量评估研究”，分析研究了SAR图像的统计特性，对SAR图像的斑点噪声抑制及质量评估等相关问题进行了研究。 本文的第一章为绪论，简要介绍了本文的研究目的及意义，国内外研究进展情况，以及本文主要的工作。 第二章首先讨论了斑点噪声的形成机理，研究了斑点噪声模型，然后分析了SAR图像的统计特性。 第叁章分析了常见的斑点噪声抑制算法，介绍了主要的图像质量评估指标。 第四章研究了抑制斑点噪声的自适应窗口Lee算法，在此基础上对窗口大小的确定方式进行了改进，并分析比较了处理结果。 第五章研究了在SHARC多处理器上并行实现自适应窗口Lee算法，并对处理结果和时间进行了分析。 第六章研究了小波系数自适应收缩算法抑制斑点噪声，在此基础上引入模糊数学中隶属度的概念，提出了一种新的评估SAR图像质量的指标一小波模糊信噪比。通过对多幅SAR图像评估，实验结果和理论分析验证了该指标的有效性。 结束语对本文的工作进行了总结，指出了有待进一步研究的问题。
苗澎[4]2002年在《并行DSP开发系统在SAR成像算法应用中的研究》文中进行了进一步梳理以数字信号处理器(DSP)为基础的数字信号处理技术正在迅猛发展，现已广泛应用于图像处理技术、控制和通信等许多新技术领域。以美国AD公司的ADSP21060-SHARC(超级哈佛结构计算机)系列并行32位浮点DSP构成的分布式并行系统和共享总线式并行系统，可以满足综合孔径雷达(SAR)应用领域的信号处理任务。 在本文中，详细讨论了SAR旁视二维可分离和距离-多普勒算法以及对多片信号处理器SHARC实现这两种算法进行了研究。 第一章详细讨论了旁视二维可分离和距离-多普勒算法，给出了算法实现流程图。这也是硬件实现的理论基础。 第二章中介绍了达林顿PCI板开发系统的软硬件开发环境、应用程序开发及调试步骤。 第叁章制定了在开发板上实现这两种算法的实施方案。结合现有的硬件资源如何进行高效开发。利用现有资源实现不同处理方案，并给出了处理结果。 第四章提出了进一步提高系统运行效率的措施。详细介绍了用WDM设备驱动程序设计把计算机内存作为系统外设进行开发的步骤。进而SHARC可以通过PCI总线访问外设，充分发挥系统的效率。 对于本文工作的总结，已在结束语中说明。另外，还指出了需要进一步研究和解决的问题。在本文的基础上，为实验室今后发展雷达实时信号处理机积累了一定的经验。
蔡骏[5]2003年在《基于相位误差估计的SAR动目标检测技术研究》文中研究说明对于高分辨合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)，运动目标在其回波信号中产生额外的相位误差，造成能量分散和图像模糊，因此我们若能够检测出这个相位误差就可以检测到相应的运动目标。本文正是从这一点入手讨论了一种合成孔径雷达／地面动目标指示(Synthetic Aperture Radar／Ground Moving Target Indication，SAR／GMTI)方法。 本文的第一章为绪论，简要介绍了合成孔径雷达领域中地面动目标检测的研究现状及本课题研究概括。 第二章先从理论角度分析了运动目标的SAR成像特性，然后通过不同参数下的仿真数据和真实SAR数据进行验证。 第叁章具体介绍了两种相位误差估计算法，剪切平均算法(Shear Averaging)和相位梯度自聚焦算法(Phase Gradient Autofocus，PGA)。 第四章先详细阐述了一种动目标检测方法，这种方法先将一幅复值SAR图像分成很多小块，然后对每个小块分别运用相位梯度自聚焦或剪切平均自聚焦算法进行单独的聚焦处理，测出每一小块处理前后图像强度的变化，再根据一定标准判断是否存在动目标。然后本文给出大量仿真数据和实测数据检测结果，分别从不同运动目标速度、不同信噪比、不同相位误差估计算法、不同分块大小等角度进行检测性能分析。 第五章对如何在ADSP21060-SHARC DSP信号处理板上对实测SAR数掘进行剪切平均算法处理进行了讨论。 第六章为结束语，对全文的工作进行了总结，提出了一些尚待解决的问题。
方科颖[6]2004年在《基于ADSP21160的SAR实时信号处理技术研究》文中进行了进一步梳理从五十年代开始,合成孔径雷达(SAR)就不断发展,现已广泛应用于军事和民用领域。进入八十年代随着数字信号处理技术和通用数字信号处理器件的发展,雷达成像技术的水平和功能也在不断提高。本文以频域数字处理技术为基础,研制了一种能同时取得较高主副比和较小主瓣展宽系数的复合窗函数,在一定的多普勒频率下取得了满意的效果。对SAR的R-D算法成像进行了软件模拟,并采用两块载有四片高速数字信号处理芯片ADSP21160的Hammerhead-PCI(HHPC)数字信号处理板组成的系统,实现了合成孔径雷达的距离-多普勒(R-D)算法流程,通过高效并行处理算法和可靠的高速数据传输方法研究,确保了R-D算法的可行性和实时性。仿真试验结果证明了算法实现的正确性和实时性。本文完成的主要工作有:1. 对宽带线性调频(LFM)信号数字脉压的理论和实现方法进行了研究。通过对宽带线性调频(LFM)信号脉冲压缩处理过程的仿真,分析了加不同窗情况下的脉冲压缩性能。为了能同时取得比较高的主副比和较小的主瓣展宽系数,研制了一种新型的复合窗函数,在较低的多普勒频率下,取得了满意的效果。2. 阐述了SAR成像的基本原理及其信号处理,并使用R-D算法对单点目标和多点目标模拟回波成像进行了软件模拟。3. 研究了多片DSP并行处理算法,通过设计高效的距离向并行处理算法,可靠的高速数据传输方法和合理的方位向算法时序,在两块HHPC板组成的处理系统上实现了R-D并行算法。模拟信号(包括单点目标和多点目标)经过R-D算法成像处理系统处理后,得到了较好的成像图。
丁岚[7]2008年在《Chirp Scaling算法和极坐标格式算法研究及硬件实现》文中研究表明在合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar)的成像算法中,Chirp Scaling算法(CSA)和极坐标格式算法(Polar Format Algorithm)分别以其高精度成像和高效的计算效率而得到了广泛的应用。随着SAR成像技术向着高分辨和实时化方向的不断发展,CSA在推导过程中的误差已不能忽略。本文在对标准CSA的误差源详细分析的基础上,对一种改进的CSA进行了研究,通过对比改进前后二种算法的仿真结果,证实了改进CSA的有效性。在基于TigerSHARC-C43板卡的数字信号处理系统硬件平台上,设计了标准的CSA和PFA的软件流程,实现了实测数据的回放成像。第一章简要回顾了SAR的发展历史,介绍了数字信号处理器在雷达信号处理中的应用,概述了全文的主要内容。第二章从条带模式SAR成像模型出发,详细阐明了Chirp Scaling算法的基本原理。着重研究了该算法存在误差的原因即二维频率域泰勒展开忽略了距离频域的高次项以及二次距离压缩没有考虑调频斜率随距离的变化,并研究了一种改进的Chirp Scaling算法,通过两种算法点目标仿真和比较证实了误差的存在及改进算法的有效性。第叁章从聚束模式SAR成像模型出发,对聚束模式分辨率进行分析,详细阐述了极坐标格式算法的成像原理和流程,给出了点目标仿真和实测数据的成像结果。第四章介绍了基于Transtech公司提供的TS-C43板卡建立的数字信号处理系统的软硬件资源,应用程序开发及调试步骤。说明了在该数字信号处理系统上实现上述两种成像算法的过程。通过该系统对实测数据进行处理,实现了地面数据的回放。第五章结束语对全文工作做了总结说明,并指出了需要解决的问题与研究思路。
施慧莉[8]2001年在《基于多DSP的机载SAR雷达距离向处理研究》文中研究说明实时成像处理是机载SAR雷达的工程实现关键技术之一，包括距离向处理（含脉冲压缩和运动补偿）和方位向处理。本文根据某型号机载SAR实时成像雷达的总体设计要求，研究了用多片DSP实现SAR雷达距离向处理的方法。 本文介绍了合成孔径雷达的原理，分析了距离向处理的任务、难点及所采用的算法。结合某型号工程，详细讨论了距离向处理的硬件实现。提出了通过LINK口连接构成的SHARC多处理器系统，并给出了其硬件实现框图。分析了拓扑结构、通讯方式、缓冲区分配、任务划分、时序分配和数据打包等关键问题，详细讨论了距离向处理的软件实现，并给出了主要控制流程图。 利用本文研究成果的成像处理机参加了机载SAR雷达的试飞工作，在国内首次实现了3M×3M的实时成像。从而也证明了距离处理部分的软、硬件设计的正确性和可靠性。
李爱波[9]2007年在《机载SAR并行成像处理的硬件实现》文中认为合成孔径雷达(SAR)是一种具有二维高分辨率成像能力的雷达系统,在军用和民用领域有着广泛的应用。随着SAR成像技术的不断发展,人们对SAR图像的成像精度和实时性的要求越来越高。实现SAR系统实时成像处理有两个途径:一是SAR专用信号处理机,二是通用并行处理器。后者相对于前者具有研制周期短、成本低、容易升级且适应性强等优点。本文对SAR的并行成像处理进行了深入的研究,并在现有串行算法的基础上提出了相应的并行成像处理算法,最后在通用并行数字信号处理系统上实现了对实测数据的成像处理。全文的主要内容可以归结为以下几个方面:论文第一章回顾了SAR成像技术的发展历史,介绍了国内外机载和星载SAR的发展情况和SAR成像的主要模式,介绍了并行处理技术的发展,并概述了全文的主要内容。第二章阐述了SAR成像的基本原理,对条带SAR和聚束SAR的方位向分辨率进行了分析,并在此基础上研究了聚束SAR卷积反投影(CBP)成像算法和环视SAR成像算法的原理及处理流程。第叁章首先阐述了并行算法的设计方法和评价并行算法的标准,其次介绍了Transtech公司基于TS-101 DSP芯片开发的通用并行数字信号处理系统的软硬件资源、开发软件和应用程序开发流程。第四章研究了在通用并行数字信号处理系统上实现SAR并行成像处理的方法。通过对第二章介绍的CBP算法和环视SAR成像算法进行并行设计,对成像处理任务进行合理的分配,在通用并行数字信号处理系统上实现了上述两种算法的并行成像处理,并给出了实测数据的成像结果。第五章对全文的工作进行总结,并指出了下一步需要继续研究的问题。
李悦丽[10]2008年在《弹载合成孔径雷达成像技术研究》文中研究表明采用合成孔径雷达(SAR)技术能够获得全天候、全天时、远距离的高分辨雷达图像,是提高精确制导武器打击精度的有效途径。然而,SAR成像末制导需解决以下问题:1)SAR图像的方位分辨率在沿平台航向的前斜视区域会迅速下降;2)导弹的机动飞行偏离理想运动轨迹,带来严重的运动误差使图像质量恶化;3)SAR实时成像需要大运算量和存储量,而弹载平台信号处理机难以满足要求。针对上述问题,本文围绕弹载SAR成像技术开展了以下研究工作:1、研究了弹载SAR大斜视角高分辨成像问题,提出了改进的方位向非线性CS算法,解决了时域线性距离走动校正(RWC)带来的聚焦深度问题,分辨率1m时成像斜视角可达50°以上。基于大斜视角SAR成像几何关系,研究了RD类和CS类算法,分析了瞬时斜距模型的近似误差和回波频域解耦合的残余相位误差,指出提高算法性能的关键在于:叁次距离偏移量的补偿和二次距离压缩(SRC)的精度。通过理论推导证明:时域线性RWC可减小解耦合误差,但校正到同一距离门的目标存在随方位偏移线性变化的调频率误差。在此基础上,提出先补偿叁次距离偏移,再引入改进非线性扰动方程补偿调频率误差的算法,仿真结果表明:ANCS算法成像分辨率高,聚焦深度和成像处理角更大。2、研究了匀加速平台的SAR成像及运动补偿方法,提出了一种二维频域补偿匀加速度的改进RD算法,提高了目标分辨率和峰值旁瓣比;并结合对比度最优法,给出了通用的匀加速平台SAR成像和运动补偿流程。首先,基于考虑叁方向匀加速度的瞬时斜距模型和回波信号的多普勒历程,指出匀加速运动补偿的重点应为航向速度误差和视线位移误差;随后,给出了改进的RD和SPECAN算法,分别在距离徙动校正和方位聚焦处理中修正滤波函数,并在SPECAN成像后补偿了匀加速度带来的几何失真,仿真结果表明:算法简单,有效;在距离频域补偿视线位移误差,结合对比度最优法,给出了通用的成像运动补偿流程,并通过机载SAR飞行试验数据进行了成像验证。3、研究了弹载雷达的前视成像技术,基于多通道解卷积原理,提出一种单脉冲雷达解卷积前视成像新方法,仿真试验表明:在DBS失效的航向附近,解卷积图像的角分辨率比实孔径图像提高约10倍。针对条带式SAR图像的方位分辨率在前斜视区域迅速下降的问题,给出了导弹俯冲段DBS成像的信号处理参数选择准则,分析了方位分辨率的变化趋势;在DBS成像盲区,利用单脉冲雷达和差通道的准互质性提高前视图像角分辨率,并提出考虑天线方向图截断形状的解卷积器设计方法,可有效降低信噪比损失。4、研究了弹载SAR信号处理机的设计技术,设计了适宜弹载SAR成像的多DSP信号处理机结构,基于通用DSP芯片TS201,提出了SAR成像流程映射和算法优化的方法。根据典型通用DSP的特点和成像需求,设计了叁种弹载SAR多DSP信号处理机结构,以匀加速平台SAR成像流程为例,基于TS201给出了从算法到结构的映射方法,提出了实时成像中关键步骤优化的具体方法;最后,基于主从式信号处理机结构,实现了弹载DBS成像信号处理机。
参考文献：
[1]. 并行SHARC系统在SAR信号处理中的应用研究[D]. 陈刚. 南京航空航天大学. 2003
[2]. 基于Curvelet变换的SAR图像相干斑抑制算法研究与实现[D]. 何涛. 南京航空航天大学. 2005
[3]. SAR图像斑点抑制算法实现与质量评估研究[D]. 洪雨. 南京航空航天大学. 2004
[4]. 并行DSP开发系统在SAR成像算法应用中的研究[D]. 苗澎. 南京航空航天大学. 2002
[5]. 基于相位误差估计的SAR动目标检测技术研究[D]. 蔡骏. 南京航空航天大学. 2003
[6]. 基于ADSP21160的SAR实时信号处理技术研究[D]. 方科颖. 电子科技大学. 2004
[7]. Chirp Scaling算法和极坐标格式算法研究及硬件实现[D]. 丁岚. 南京航空航天大学. 2008
[8]. 基于多DSP的机载SAR雷达距离向处理研究[D]. 施慧莉. 西北工业大学. 2001
[9]. 机载SAR并行成像处理的硬件实现[D]. 李爱波. 南京航空航天大学. 2007
[10]. 弹载合成孔径雷达成像技术研究[D]. 李悦丽. 国防科学技术大学. 2008
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