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基于多处理板联合SAR成像的分布式计算模拟系统研究

本站小编 Free考研考试/2022-02-12

杨涛1, 赵启钊1,2, 孙光才1,2, 李光伟1, 费晓燕1, 杨军3, 刘会涛4
1.西安电子科技大学, 陕西 西安 710071;2.西安电子科技大学 雷达信号处理国家重点实验室, 陕西 西安 710071;3.西安科技大学 测绘科学与技术学院, 陕西 西安 710000;4.珠海纳睿达科技有限公司, 广东 珠海 519085

摘要:
合成孔径雷达(SAR)卫星的探测范围有限,全轨利用率不高,并且单个卫星的计算和存储资源有限,难以完成大量的星载合成孔径雷达数据处理。本文拟采用多处理板联合的数据处理方法,针对星上分布式计算构建一种模拟系统,以提高星上数据处理效率,验证多处理板联合的数据处理方法在高效利用卫星计算与存储资源、提升单个卫星全轨利用率等方面的优点。本系统基于距离多普勒(range Doppler,RD)成像算法的多卫星分布式SAR实时处理方法,并以现场可编程门阵列(FPGA)芯片为核心构建了分布式计算模拟系统。不同于传统的单个卫星RD算法处理过程,该系统将处理过程分为三个阶段。每个阶段内运算任务被合理地分配给不同的数据处理单元。利用高分三号卫星(GF-3) SAR原始数据进行成像处理,以检验方法和系统的性能。
关键词:合成孔径雷达距离多普勒成像算法现场可编程门阵列分布式计算模拟系统高分三号卫星
DOI:10.11759/hykx20201106006
分类号:TN959.3
基金项目:国家重点研发计划项目(2017YFC1405600);广东省引进创新创业团队项目

Distributed computing simulation system based on a multi-processing board combined with SAR imaging
YANG Tao1, ZHAO Qi-zhao1,2, SUN Guang-cai1,2, LI Guang-wei1, FEI Xiao-yan1, YANG Jun3, LIU Hui-tao4
1.Xidian University, Xi'an 710071, China;2.National Laboratory of Radar Signal Processing, Xidian University, Xi'an 710071, China;3.College of Geomatics, Xi'an University of Science and Technology, Xi'an 710000, China;4.Zhuhai Naruida technology Ltd., Zhuhai 519085, China
Abstract:
Synthetic-aperture radar (SAR) satellites have a limited detection range, low full-orbit utilization rates, and limited computing and storage resources on a single satellite, making performing many spaceborne SAR data-processing tasks difficult. This paper uses the data-processing method of multi-processing boards to build a simulation system for onboard distributed computing to improve the efficiency of data processing. It verifies the advantages of multi-processing boards' data-processing methods in the efficient use of satellite computing and storage resources and in improving the full-orbit utilization rate of a single satellite. This system is based on the range-doppler (RD) algorithm of the multi-satellite distributed SAR real-time processing method and on the field-programmable gate array (FPGA) chip. Unlike the traditional single-satellite RD algorithm, this system divides the process into three stages. The computing tasks are appropriately assigned to different data-processing units within each stage. Original data of the Gaofen-3 SAR satellite are used for imaging processing in order to test the performance of the method and system.
Key words:synthetic aperture radarrange-Doppler algorithmdistributed data processingfield-programmable gate arrayGaofen-3





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