基于FPGA+多核DSP的SAR-InSAR實時信號處理系統(tǒng)研究.pdf

1、合成孔徑雷達（SAR）通過發(fā)射、接收大的時寬帶寬積信號對地面場景作觀測，對接收的信號在方位向做合成陣列處理，得到二維高分辨場景圖像。干涉合成孔徑雷達（InSAR）采用兩部天線對地面同一場景進行觀測，獲取地面場景的高精度數(shù)字高程圖（DEM），將SAR的測量拓展到三維空間。SAR/InSAR技術擁有非常高的研究價值，而具有實時處理性能的SAR/InSAR系統(tǒng)更是成為人們關注的焦點。
　　SAR/InSAR算法實現(xiàn)復雜，處理數(shù)據(jù)量及運算

2、量巨大，考慮到實時處理的需求，本文采用1片 FPGA+2片多核 DSP架構的硬件處理平臺。結合高速運動平臺下SAR/InSAR成像的特點，系統(tǒng)采用“乒乓”工作模式，實現(xiàn)參數(shù)數(shù)據(jù)的兩路分發(fā)與實時DEM生成，提升數(shù)據(jù)處理能力，降低實時處理時間以及對硬件資源的苛刻約束。
　　為滿足SAR/InSAR實時信號處理系統(tǒng)與測控系統(tǒng)的可靠通信，本文在詳細研究1553B總線協(xié)議與 BU-61580協(xié)議芯片的基礎上，設計并實現(xiàn)了基于 FPGA與BU

3、-61580協(xié)議芯片的1553B遠程終端（RT），實現(xiàn)了與測控系統(tǒng)的實時正確通信。另外，為了將SAR/InSAR實時信號處理系統(tǒng)的產(chǎn)品發(fā)送給上位機，由上位機進行后續(xù)處理，本文以LVDS異步串行發(fā)送器作為橋梁來實現(xiàn)上位機與實時信號處理系統(tǒng)之間的正確通信。
　　本文完成了SAR/InSAR半實物實驗系統(tǒng)的搭建，并完成系統(tǒng)的聯(lián)合調(diào)試與性能分析。首先，對系統(tǒng)前端AD采樣的雙沿數(shù)據(jù)進行組合，并通過采樣實測數(shù)據(jù)說明其對于干涉相位以及干涉高程精

4、度的影響，在主輔天線通道特性較好的情況下，需進行通道間誤差估計與校正，以提高主輔圖像間的相干性，進而提高干涉高程測量的精度；其次，實現(xiàn)了完整的高速運動平臺SAR/InSAR的實時DEM生成，重點對InSAR處理過程中的無地面精確控制點時絕對相位模糊估計步驟進行了研究，對于有高程起伏的場景，利用粗DEM來解算模糊數(shù)；最后，分別在仿真環(huán)境下和半實物仿真環(huán)境下，對SAR/InSAR實時信號處理系統(tǒng)進行實驗驗證。在仿真環(huán)境下，通過左路DSP、右