【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及雷达信号处理，尤其涉及一种基于地理坐标系的星载sar快速bp成像分布式装置。
技术介绍
1、随着合成孔径雷达技术的日益成熟，其在国防和民事领域具有很高的实用价值和广泛的应用场景。近年来，合成孔径雷达(synthetic aperture radar，sar)成像正朝着超高分辨率以及高轨超大成像幅宽发展，超高分辨率成像和高轨的超大成像幅宽意味着需要处理庞大数据以及需要做巨量的计算，这对于算法和计算硬件都提出了较高的要求。基于地理坐标系快速误差反向传播(error back propagation，bp)算法在高分辨以及高轨应用方面发挥着重要作用，该算法成像质量高，且无需插值的特点使得其适合工程化。图形处理器(graphics processing unit，gpu)其通常与中央处理器(central processing unit，cpu)搭配，是一种能提供强大算力的计算设备。最初，gpu主要用于计算机图形和图像处理任务，如游戏和视频播放，随着技术的发展，gpu的应用领域已经扩展到科学计算、机器学习和数据处理等多个领域。随着gpu技术的成熟与完善，sar成像领域也使用了gpu作为计算处理设备，用于处理sar的数据。
2、目前，实现sar成像，在算法主要上使用快速分解bp算法，在硬件架构上使用cpu和gpu。可以通过cpu和gpu协同计算，cpu作为主机端主要负责对sar数据进行预处理操作，例如脉冲压缩，构建网格等；将处理完毕的sar数据按照方位向脉冲分配至gpu进行处理，gpu接受脉冲数据进行成像处理，将
技术实现思路
1、本专利技术实施例的目的是提供一种基于地理坐标系的星载sar快速bp成像分布式装置，解决成像的分辨率较低、成像处理的时间较长以及成像的成本过高的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供如下技术方案：
3、本专利技术第一方面提供一种基于地理坐标系的星载sar快速bp成像分布式装置，基于地理坐标系的星载sar快速bp成像分布式装置包括：
4、分布式资源调度模块，用于根据方位向的点数，将回波数据在方位向分成多个回波数据块，对多个回波数据块进行距离向脉冲压缩，得到多个经过脉冲压缩之后的回波数据块，将每个经过脉冲压缩之后的回波数据块作为一个成像子场景，按照预设列数，将每个成像子场景划分成多个子孔径，对每个子孔径分配一个集群的工作从节点，并把每个子孔径对应的数据，发送给分布式存储模块；
5、分布式存储模块，用于存储每个子孔径对应的数据；
6、多个集群的工作从节点，用于从分布式存储模块中获取每个子孔径对应的数据，利用快速bp成像算法，依次对每个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据进行并行处理，得到每个经过脉冲压缩之后的回波数据块对应的多个子孔径图像，通过上采样方法将多个子孔径图像进行融合，得到多个子场景图像，将多个子场景图像发送到分布式汇总模块；
7、分布式汇总模块，用于对多个子场景图像进行相干相加，得到至少一个全分辨率的单景图像，根据单景图像，确定成像图像。
8、本专利技术第二方面提供一种基于地理坐标系的星载sar快速bp成像分布式方法，基于地理坐标系的星载sar快速bp成像分布式方法包括：
9、根据方位向的点数，将回波数据在方位向分成多个回波数据块；
10、对多个回波数据块进行距离向脉冲压缩，得到多个经过脉冲压缩之后的回波数据块；
11、将每个经过脉冲压缩之后的回波数据块作为一个成像子场景，按照预设列数，将每个成像子场景划分成多个子孔径；
12、获取每个子孔径对应的数据，利用快速bp成像算法，依次对每个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据进行并行处理，得到每个经过脉冲压缩之后的回波数据块对应的多个子孔径图像，并通过上采样方法将多个子孔径图像进行融合，得到多个子场景图像；
13、对多个子场景图像进行相干相加，得到至少一个全分辨率的单景图像；
14、根据单景图像，确定成像图像。
15、相较于现有技术，本专利技术提供的基于地理坐标系的星载sar快速bp成像分布式装置，分布式资源调度模块，用于根据方位向的点数，将回波数据在方位向分成多个回波数据块，对多个回波数据块进行距离向脉冲压缩，得到多个经过脉冲压缩之后的回波数据块，将每个经过脉冲压缩之后的回波数据块作为一个成像子场景，按照预设列数，将每个成像子场景划分成多个子孔径，对每个子孔径分配一个集群的工作从节点，并把每个子孔径对应的数据，发送给分布式存储模块；分布式存储模块，用于存储每个子孔径对应的数据；多个集群的工作从节点，用于从分布式存储模块中获取每个子孔径对应的数据，利用快速bp成像算法，依次对每个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据进行并行处理，得到每个经过脉冲压缩之后的回波数据块对应的多个子孔径图像，通过上采样方法将多个子孔径图像进行融合，得到多个子场景图像，将多个子场景图像发送到分布式汇总模块；分布式汇总模块，用于对多个子场景图像进行相干相加，得到至少一个全分辨率的单景图像，根据单景图像，确定成像图像。这样，将每个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据，部署到分布式装置上即部署到可以并行处理的多个集群的工作从节点上，多个集群的工作从节点利用地理坐标系快速bp成像算法，对每个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据进行并行处理，多个集群的工作从节点可以同时处理多个子孔径对应的数据，即使在庞大数据量下，使得在高轨成像中成像处理的时间较短；利用地理坐标系快速bp成像算法，最终可以得到全分辨率的单景图像，使得成像的分辨率较高；通过多个集群的工作从节点可以同时处理多个子孔径对应的数据，不需要额外的增加处理器数量，使得成像的成本较低。
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1.一种基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式装置，其特征在于，所述基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式装置包括：
2.根据权利要求1所述的基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式装置，其特征在于，所述多个集群的工作从节点，具体用于从所述分布式存储模块中获取第一个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据，利用快速BP成像算法，对第一个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据进行并行处理，得到第一个经过脉冲压缩之后的回波数据块对应的多个第一子孔径图像，通过上采样方法将所述多个第一子孔径图像进行融合，得到第一个子场景图像；第m次处理：从所述分布式存储模块中获取第m个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据，利用快速BP成像算法，对第m个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据进行并行处理，得到第m个经过脉冲压缩之后的回波数据块对应的多个第m子孔径图像，通过上采样方法将所述多个第m子孔径图像进行融合，得到第m个子场景图像；判断所述第m个经过脉冲压缩之后的回波数据块是否为最后一个经过脉冲压缩之后的回波数据块，若
3.根据权利要求1所述的基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式装置，其特征在于，所述分布式汇总模块，根据所述单景图像，确定成像图像，包括：判断所述单景图像是否为预设尺寸，若是，则将所述单景图像作为成像图像，若否，则对所述单景图像进行拼接，输出全场景图像，将所述全场景图像作为所述成像图像。
4.根据权利要求1所述的基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式装置，其特征在于，所述基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式装置还包括分布式文件系统，所述分布式文件系统包括存储源节点和多个存储目的节点。
5.根据权利要求4所述的基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式装置，其特征在于，所述分布式资源调度模块中分配有所述存储源节点，所述多个集群的工作从节点中分配有所述多个存储目的节点，所述存储源节点，用于按照距离向连续的方式存储所述回波数据，所述多个存储目的节点，用于存储所述每个子孔径对应的数据。
6.根据权利要求5所述的基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式装置，其特征在于，所述多个存储目的节点的数量与所述多个集群的工作从节点的数量相同，所述多个存储目的节点和所述多个集群的工作从节点一一对应分配。
7.根据权利要求6所述的基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式装置，其特征在于，所述多个集群的工作从节点，还用于将所述多个子场景图像发送到所述多个存储目的节点，并存在图像查询需求时，读取对应的子场景图像，并将读取到的子场景图像发送给所述分布式汇总模块。
8.根据权利要求7所述的基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式装置，其特征在于，所述分布式汇总模块，用于获取所述读取到的子场景图像，并将所述读取到的子场景图像进行显示。
9.一种基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式方法，其特征在于，所述基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式方法包括：
10.根据权利要求9所述的基于地理坐标系的星载SAR快速BP成像分布式方法，其特征在于，所述根据所述单景图像，确定成像图像，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于地理坐标系的星载sar快速bp成像分布式装置，其特征在于，所述基于地理坐标系的星载sar快速bp成像分布式装置包括：
2.根据权利要求1所述的基于地理坐标系的星载sar快速bp成像分布式装置，其特征在于，所述多个集群的工作从节点，具体用于从所述分布式存储模块中获取第一个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据，利用快速bp成像算法，对第一个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据进行并行处理，得到第一个经过脉冲压缩之后的回波数据块对应的多个第一子孔径图像，通过上采样方法将所述多个第一子孔径图像进行融合，得到第一个子场景图像；第m次处理：从所述分布式存储模块中获取第m个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据，利用快速bp成像算法，对第m个经过脉冲压缩之后的回波数据块中的所有子孔径对应的数据进行并行处理，得到第m个经过脉冲压缩之后的回波数据块对应的多个第m子孔径图像，通过上采样方法将所述多个第m子孔径图像进行融合，得到第m个子场景图像；判断所述第m个经过脉冲压缩之后的回波数据块是否为最后一个经过脉冲压缩之后的回波数据块，若是，则将所述第一个子场景图像和所述第m个子场景图像作为所述多个子场景图像，将所述多个子场景图像发送到所述分布式汇总模块；若否，则返回第m次处理，直到所述第m个经过脉冲压缩之后的回波数据块为所述最后一个经过脉冲压缩之后的回波数据块时，停止处理，将所述第一个子场景图像和所述第m个子场景图像作为所述多个子场景图像，将所述多个子场景图像发送到所述分布式汇总模块。
3.根据权利要求1所述的基于地理坐标系的星载sar快速bp成像分布式装置，其特征在于，所述分布式汇总模块，根据所述单景图像，确定成像图像，包括：判断所述单景图像是否为预设尺寸，若是，则将所述单景图像作为成像图像，若否，则...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙光才，苏兴旺，刘文康，崔雷，陈权，苏星伊，邢孟道，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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