基于冗余计算约简的环扫SAR回波多GPU快速模拟

胡 辰张 帆*李国君李 伟崔忠马

①（北京化工大学信息科学与技术学院 北京 100029）②（北京遥感设备研究所 北京 100854）

基于冗余计算约简的环扫SAR回波多GPU快速模拟

胡 辰①张 帆*①李国君①李 伟①崔忠马②

①（北京化工大学信息科学与技术学院 北京 100029）
②（北京遥感设备研究所 北京 100854）

环扫SAR作为一种特殊工作模式雷达，在对地观测方面有着广泛应用。随着分辨率提高及测绘带宽增大，对环扫SAR成像精度提出了更高的要求。而快速的海量回波模拟方法能够对高精度成像算法设计、研究提供有力的支撑。本文给出一种基于多GPU（Graphics Processing Unit，图形处理器）的环扫SAR回波模拟方法，并在此基础上进行冗余计算优化，通过MPI（Message Passing Interface，消息传递接口）在多GPU上进行了实现，实验结果表明在使用4块GPU的条件下，经过冗余计算约简，并行效率提高2倍以上，硬件成本降低50%，相对传统CPU串行仿真提高350倍左右。

环扫SAR；回波模拟；GPU并行；计算优化

引用格式：胡辰， 张帆， 李国君， 等.基于冗余计算约简的环扫SAR回波多GPU快速模拟［J］.雷达学报， 2016， 5（4）: 434-443.DOI: 10.12000/JR15078.

Reference format: Hu Chen， Zhang Fan， Li Guojun， et al..Computation reduction oriented circular scanning SAR raw data simulation on multi-GPUs［J］.Journal of Radars，2016， 5（4）: 434-443.DOI: 10.12000/JR15078.

1 引言

合成孔径雷达（Synthetic Aperture Radar，SAR）能够在复杂的气象条件下全天时工作，获得高分辨率图像。随着SAR系统的发展，设计了多种新的工作模式以满足不同观测需求，如滑聚、圆迹、环扫等。环扫模式是指天线波束中心绕着一条轴进行旋转扫描，可以在短时间内获得环状目标区域的信息［1-6］。随着环扫SAR分辨率的提高、测绘带的增宽，对成像算法精度提出更高的要求。而高精度成像算法研究所需的模拟回波数据也海量增加，对计算效率提出了更高的要求。……