基于多核DSP的InSAR實時信號處理研究.pdf

1、干涉合成孔徑雷達（InSAR）是基于合成孔徑雷達（SAR）發(fā)展起來的一種新體制雷達，具有全天時全天候的工作特性，能夠獲得高精度的數(shù)字高程圖，是進行地形測繪、地表形變監(jiān)測等方面的重要手段。InSAR通過不同的視角觀測同一場景，聚焦得到兩幅相干的SAR圖像后，再經(jīng)InSAR處理得到散射點的相位（高程）信息，是現(xiàn)代雷達技術的研究熱點。InSAR得到數(shù)字高程圖的過程復雜，處理步驟多，運算量遠大于SAR成像，且很多處理步驟不能利用FFT等快速算法

2、，只能逐點處理，如果要對 InSAR獲取 DEM的過程進行實時處理，則對算法的優(yōu)化、處理芯片的選擇、硬件平臺的搭建和算法的具體實現(xiàn)都有很高的要求。
　　本文針對基于多核DSP TMS320C6678的InSAR實時處理系統(tǒng)的實現(xiàn)進行了深入研究，主要研究內(nèi)容及所取得的研究成果為：
　　1.對InSAR實時處理算法進行了研究。針對InSAR系統(tǒng)信號處理的實時性要求，對InSAR處理的關鍵步驟進行了分析，在此基礎上，給出了適合并行

3、處理的實時算法，并針對特定的單航過短基線InSAR系統(tǒng)，分析了圖像配準、圖像預濾波和平地相位去除對系統(tǒng)相干性的影響，結合相干性對相位噪聲的影響，給出了短基線單航過InSAR實時信號處理系統(tǒng)的算法流程。在流程優(yōu)化的基礎上，結合多核信號處理芯片C6678分析了InSAR實時信號處理系統(tǒng)的運算量要求，給出了具體的實時處理算法設計方案。
　　2.對基于多核信號處理芯片C6678的InSAR實時信號處理硬件實現(xiàn)方案進行了深入研究。InSAR

4、信號處理中復乘加運算多，且不能使用FFT等快速處理算法，只能逐點進行處理，但是其處理流程容易實現(xiàn)并行化設計，在此基礎上，根據(jù)InSAR實時信號處理系統(tǒng)的要求，提出利用TI DSP TMS320C6678的多核架構來實現(xiàn)InSAR處理步驟的實時化和并行化設計。基于C6678存儲器間數(shù)據(jù)傳輸速率的約束關系，設計了最優(yōu)的DMA數(shù)據(jù)搬移方式，最大限度的利用總線帶寬、減少數(shù)據(jù)搬移時間。對于InSAR實時信號處理系統(tǒng)在硬件上的實現(xiàn)，提出了兩種不同的

5、實施方案，并結合 C6678的內(nèi)部架構與 cache機制分析對比了兩種方案的優(yōu)劣。最后根據(jù)InSAR實時信號處理系統(tǒng)的實時性要求，確定了最優(yōu)的InSAR實時信號處理系統(tǒng)的具體實現(xiàn)方案。
　　3.對基于C6678的InSAR實時信號處理硬件實現(xiàn)進行了優(yōu)化研究?；诖_定的硬件實現(xiàn)方案，結合 C6678的內(nèi)部存儲空間大小和數(shù)據(jù)搬移的效率，提出了一次搬入多行數(shù)據(jù)來提高帶寬利用率，從而減少數(shù)據(jù)搬移時間、提高系統(tǒng)實時性的處理方式，并結合對仿真