[发明专利]一种SAR数据接收处理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种SAR数据接收处理系统及方法。

背景技术

合成孔径雷达是一种具有全天时、全天候成像能力的科学仪器，如何在星载遥感应用中充分有效的应用这种仪器，越来越得到世界各国的重视。

实时高效的SAR(合成孔径雷达)原始数据发送接收处理器是现代星载SAR系统中一个关键的分机。其中包括SAR数据压缩、分包打格式、解包解格式和解压缩等技术。因为SAR系统具有较大的测绘带宽和系统动态范围，其回波信号采样、存储与传输具有相当大的数据量和数据率。数传系统所提供的数据传输能力往往不能满足对数据的实时传输要求，导致卫星到地面的高数据传输瓶颈成为发展星载合成孔径雷达所必须解决的一个关键问题。

SAR数据接收处理器是数传系统中关键的分机之一。在数传系统中，因为接收处理是数据的恢复处理，实时性不强，具体包括数据解格式和解压缩两个部分。为了提高系统的实时性，一般是在解格式后并行进行多路数据的解压缩处理。由于SAR原始数据可近似为具有未知方差的零均值高斯分布，所以可以把整个SAR数据集沿方位和距离向分成若干小块，每一小块数据可以认为是具有稳态特性的零均值高斯分布，并且其分布可由其均方根σ唯一确定。常用的SAR数据压缩算法是把一帧SAR数据分成32x 32的小块，然后在这些小块中进行压缩的，不同的SAR校飞模式，其帧数据幅宽是变化的，最大到96000*32，对于I，Q两路，也就是要对6000个32*32的压缩后小块数据进行解压缩。如果采用全并行方案，控制时序是简单，但是在单片FPGA芯片上实现，资源是远远不够的。如果采用串行方案，实时性会很差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种能够合理利用硬件资源、实时高速的SAR数据接收处理系统及方法。

本发明包括如下技术方案：

一种SAR数据接收处理系统，所述SAR数据接收处理系统在一片FPGA芯片上实现；包括解格式处理模块、压缩码流缓存单元、8路解压缩处理模块、乒乓缓存模块和接口缓存单元；其中每路解压缩处理模块包括串并/并串单元、解压缩单元和串并单元；解格式处理模块用于对接收的格式帧提取格式帧头和带压缩帧头的压缩码流，并将压缩码流写入压缩码流缓存单元，通过控制压缩码流缓存单元的读操作将压缩码流分成8路均值数据和块压缩数据；每路解压缩处理模块接收相应的均值数据和块压缩数据；串并/并串单元对块压缩数据进行串并和并串转换处理；解压缩单元对转换后的压缩数据和经过延时处理的均值数据按照解压缩处理算法进行解压缩得到小块的恢复数据；串并单元对恢复数据进行串并变换，并将其写入到乒乓缓存模块中；乒乓缓存模块对小块的恢复数据进行拼接，形成一帧数据后缓存到SRAM中，通过对SRAM的乒乓操作，连续的将恢复数据送到接口缓存单元中。

在一SAR数据帧的正程内将该帧压缩数据写入所述压缩码流缓存单元，在当前SAR数据帧的逆程内从压缩码流缓存单元读出压缩数据，然后通过8路解压缩处理模块对该帧数据进行处理，通过乒乓缓存模块拼接成一帧恢复数据；在下一个SAR数据帧的逆程内进行下一个SAR数据帧的处理。

所述解压缩处理算法采用3bit块自适应量化算法。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

由于硬件资源和规模的限制，对于不同的校飞模式，有192到6000个32*32的小块SAR数据进行解压缩，这是不可能在一片XC5VSX95T芯片中实现的。如果串行对这些小块的进行解压缩，实时性根本无法满足。本发明选择8路解压缩并行处理，是上述全并行和全串行处理的折中，能够合理利用硬件资源，实时性强。

附图说明

图1为本发明的SAR数据接收处理系统框图；

图2为本发明的SAR数据输出时序图；

图3为SAR恢复数据拼接框图；

图4为SRAM读写数据示意图；

图5为本发明的SAR数据接收处理时序图。

具体实施方式

下面就结合附图对本发明做进一步介绍。