光線跟蹤算法在SAR數(shù)據(jù)仿真及在遙感數(shù)據(jù)分析中的應(yīng)用.pdf

1、合成孔徑雷達(dá)成像由于具有全天時(shí)、全天候成像的優(yōu)點(diǎn)在遙感領(lǐng)域獲得越來(lái)越多的應(yīng)用。隨著高分辨率雷達(dá)的出現(xiàn),高分辨SAR由于可以反映地物的空間分布及結(jié)構(gòu)等復(fù)雜特征,常被用于大場(chǎng)景內(nèi)的目標(biāo)檢測(cè)。與中低分辨SAR相比,高分辨率SAR圖像能夠更好地呈現(xiàn)出雷達(dá)目標(biāo)細(xì)節(jié)上的結(jié)構(gòu)特征,反映目標(biāo)間的差異性。SAR向高分辨率發(fā)展的趨勢(shì)同時(shí)也對(duì)SAR仿真的質(zhì)量提出了更高的要求。一般對(duì)于大場(chǎng)景、復(fù)雜的目標(biāo),通過(guò)電磁仿真技術(shù)計(jì)算量會(huì)過(guò)于龐大。本文提出了一種應(yīng)用于S

2、AR大場(chǎng)景實(shí)時(shí)仿真的方法,把計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中光線跟蹤技術(shù)應(yīng)用到SAR圖像仿真中并結(jié)合GPU的高性能計(jì)算,實(shí)現(xiàn)對(duì)三維復(fù)雜場(chǎng)景高效、精確的SAR仿真。
　　本文通過(guò)使用光線跟蹤算法并模擬SAR的合成孔徑過(guò)程,進(jìn)行面向SAR回波數(shù)據(jù)的仿真,生成用于成像的原始數(shù)據(jù),再用距離多普勒算法成像。軟件的開發(fā)利用了GPU強(qiáng)大的并行計(jì)算能力,解決了算法本身求交計(jì)算量大導(dǎo)致的運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題,在仿真的效率上有很大的提升。在此基礎(chǔ)上,對(duì)每個(gè)發(fā)射脈沖下的陰

3、影區(qū)域進(jìn)行計(jì)算,實(shí)現(xiàn)SAR成像陰影區(qū)域的精確仿真。
　　此外,結(jié)合“凝視成像”在微波成像中的應(yīng)用前景,本文同時(shí)還研究了新體制下的微波成像方法。與傳統(tǒng)的實(shí)孔徑雷達(dá)不同,本文引用量子光學(xué)領(lǐng)域中的“鬼”成像理論,求解波束照射區(qū)域的目標(biāo)成像結(jié)果。在對(duì)經(jīng)典的成像效果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究后,將壓縮“鬼”成像算法作為主要實(shí)驗(yàn)算法。對(duì)于光線跟蹤獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),通過(guò)脈沖壓縮區(qū)分距離向上的信息,方位向信息利用“鬼”成像算法計(jì)算,以此作為微波凝視成像的一種實(shí)現(xiàn)