[发明专利]一种异步并行合成孔径雷达后向投影成像方法

摘要

本发明公开一种异步并行合成孔径雷达后向投影成像方法，通过将主机端的回波数据在方位向上分块处理，利用CUDA流的异步并行功能将数据的传输和处理同时进行，充分利用了显卡的资源；本发明的方案具有以下优点：回波数据在方位向分块，可处理较大规模的数据；用CUDA流实现异步并行，让数据传输和数据处理同时进行，以隐藏数据在主机端和设备端的传输时间；数据在主机端和设备端传输使用函数cudaHostAlloc来分配页锁定的主机端内存，确保该内存始终驻留在物理内存中；数据传输过程中使用CUDA函数cudaMemcpyAsync，可以通过DMA技术来实现数据在主机端和设备端之间的传输，无需CPU的介入。

主权项

1.一种异步并行合成孔径雷达后向投影成像方法，其特征在于，包括：S1、初始化SAR系统参数，包括：平台速度矢量，记做雷达工作中心频率，记做f_c；雷达载频波长，记做λ；雷达发射基带信号的信号带宽，记做B_r；雷达发射信号脉冲宽度，记做T_p；雷达发射信号的调频斜率，记做f_dr；雷达接收系统的采样频率，记做f_s；雷达接收系统接收波门相对于发射信号的延迟，记做T_delay；天线在方位向的有效孔径长度，记做D_a；光的传播速度，记做C；距离向采样点，记做t，且t＝1,2,…,Nr，Nr为距离向总采样点数；方位向采样点，记做n，n＝1,2,…,Na，Na为方位向总采样点数；单次从主机端传往设备端的原始回波方位向点数记做batch；场景方位向的像素点数，记为Sz_X；场景距离向的像素点数，记为Sz_Y；每次处理的场景方位向像素点数，记为PATCH_X；主机端雷达的原始回波矩阵可以记做S_host，S_host的列为方位向回波采样信号，每行数据是逐个单脉冲在距离向回波的采样；雷达的APC轨迹，记做P(n)，P(n)是一个Na×3的矩阵，用于记录平台在每个慢时刻点的位置；S2、采用CUDA中的函数cudaHostAlloc分配主机端的页锁定内存，并利用传统合成孔径雷达频域距离压缩方法对步骤S1中的主机端雷达的原始回波矩阵S_host进行压缩处理，得到距离压缩后的数据矩阵S_RC；S3、采用CUDA中的函数cudaMalloc分配M块设备端内存Sr_device1,...,Sr_deviceM，用于将来自主机端的回波数据分成M块进行存储，并采用CUDA中的函数cudaStreamCreate创建M个CUDA流，用于设备端并行处理所存储的M块回波数据；S4、在主机端对步骤S2中得到的距离压缩后的数据矩阵S_RC在方位向划分为K块，并采用CUDA中的函数cudaMemcpyAsync来实现数据从主机端到设备端的异步传输；所述步骤S4具体包括以下分步骤：S41、在主机端对回波数据在方位向划分为K块，K＝ceil(Na/batch)，其中，ceil表示向上取整，每次处理M块回波信号，M

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