火星SAR原始回波数据压缩系统的FPGA设计实现
发布时间：2021-01-23 04:10
近年来,随着中国空间技术的不断发展,走向宇宙深处的愿望愈发强烈,火星成为月球之后另一个探测热点。合成孔径雷达是一种主动式、能够高分辨成像地面上观测目标的设备。利用合成孔径雷达发射电磁波能穿透火星表层的特点,可以对地下几米到几千米的火星次表层的构成进行探测研究,得到火星次表层的成分、结构等信息。次表层探测雷达由于分辨率高、测绘带宽大、频段多、极化通道多,使得原始回波数据的数量呈几何状增加。火星探测器下行链路数据率低,但SAR原始回波数据压缩系统可用资源不足XQ4VSX55芯片的20%,如何在有限资源条件下提高数据压缩质量成为SAR原始回波数据压缩系统设计时所面临的重要问题,极具工程价值和意义。本文根据火星SAR原始回波数据压缩问题的实际需求,使用BAQ算法改进后得到的幅度对数-相位算法,在型号为XQ4VSX55的芯片上设计了一个完整的SAR原始回波数据压缩系统。并在此基础上,分析其压缩性能。本文主要完成的内容及创新点有:（1）相位信息是影响压缩质量的主要因素,针对BAQ算法对实部和虚部数据压缩后存在相位信息保留不足的问题,本文所用幅度对数-相位算法将数据的实部虚部转换成幅度和相位后,对相...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
控制模块仿真波形图
图 3.8 为控制模块仿真波形，在接收到起始信号 start 信号后状态机跳转到读原始回波数据状态，产生读数开始的高脉冲信号 rd_data_start 作为 SAR 数据读取模块的起始信号，当接收到读数结束的信号 rd_data_end=1，则系统完成原始回波数据的压缩处理过程，开始脉压数据和成像数据的压缩处理过程。可以看到，在各数据处理过程中，comp_flag、image_width、image_heigth 都对应各数据的参数值。仿真波形符合预期，功能实现。
图 3.8 为控制模块仿真波形，在接收到起始信号 start 信号后状态机跳转到读原始回波数据状态，产生读数开始的高脉冲信号 rd_data_start 作为 SAR 数据读取模块的起始信号，当接收到读数结束的信号 rd_data_end=1，则系统完成原始回波数据的压缩处理过程，开始脉压数据和成像数据的压缩处理过程。可以看到，在各数据处理过程中，comp_flag、image_width、image_heigth 都对应各数据的参数值。仿真波形符合预期，功能实现。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国首次火星探测工程有效载荷总体设计[J]. 朱岩,白云飞,王连国,沈卫华,张宝明,王蔚,周盛雨,杜庆国,陈春红. 深空探测学报. 2017(06)
[2]雷达对火星次表层的探测与研究现状[J]. 肖媛,苏彦,戴舜,封剑青,丁春雨,邢树果,李春来. 天文研究与技术. 2017(02)
[3]星载SAR技术的现状与发展趋势[J]. 李春升,王伟杰,王鹏波,陈杰,徐华平,杨威,于泽,孙兵,李景文. 电子与信息学报. 2016(01)
[4]小行星浅表探测雷达技术[J]. 李雁斌,王凤姣,江利中. 制导与引信. 2015(01)
[5]基于FFT-BAQ的SAR原始数据压缩新算法[J]. 宋鸿梅,王岩飞,潘志刚. 系统工程与电子技术. 2009(11)
[6]针对饱和度全集上SAR原始数据自适应抗饱和BAQ压缩算法[J]. 祁海明,禹卫东. 自然科学进展. 2009(02)
[7]CRC算法设计与程序实现[J]. 王忠,李延社,游智胜. 电子测量技术. 2007(12)
[8]星载合成孔径雷达的发展以及干涉测量应用[J]. 牛瑞,汤晓涛,楼良盛,刘志铭,王昱. 遥感信息. 2006(04)
[9]“火星快车”的有效载荷[J]. 陈世平. 国际太空. 2004(07)
[10]Lacrosse雷达侦察卫星已进入低轨道服役[J]. 黄晓宁,王秀春. 现代雷达. 2000(06)
博士论文
[1]超高分辨率宽测绘带星载SAR成像方法研究[D]. 吴元.西安电子科技大学 2016
[2]合成孔径雷达自聚焦算法研究及其在机载干涉技术中的应用[D]. 蒋锐.南京航空航天大学 2012
[3]SAR数据压缩算法研究[D]. 曾尚春.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]SAR图像军事目标识别方法研究[D]. 陈沫.安徽大学 2013
[2]基于成像的SAR原始数据压缩算法研究[D]. 吕小微.西安电子科技大学 2011
[3]合成孔径雷达图像数据的实时压缩[D]. 孟祥国.中国科学院研究生院（电子学研究所） 2007
[4]高倍数SAR原始数据压缩算法的研究[D]. 秦蕾.中国科学院研究生院（电子学研究所） 2004
[5]SAR图像数据压缩[D]. 翟杰夫.中国科学院研究生院（计算技术研究所） 2004
[6]合成孔径雷达原始数据压缩算法研究[D]. 姚世超.中国科学院电子学研究所 2001
[7]合成孔径雷达数据压缩算法性能评估与相干斑抑制算法研究[D]. 王晓兰.中国科学院电子学研究所 2000
本文编号：2994519
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
控制模块仿真波形图
图 3.8 为控制模块仿真波形，在接收到起始信号 start 信号后状态机跳转到读原始回波数据状态，产生读数开始的高脉冲信号 rd_data_start 作为 SAR 数据读取模块的起始信号，当接收到读数结束的信号 rd_data_end=1，则系统完成原始回波数据的压缩处理过程，开始脉压数据和成像数据的压缩处理过程。可以看到，在各数据处理过程中，comp_flag、image_width、image_heigth 都对应各数据的参数值。仿真波形符合预期，功能实现。
图 3.8 为控制模块仿真波形，在接收到起始信号 start 信号后状态机跳转到读原始回波数据状态，产生读数开始的高脉冲信号 rd_data_start 作为 SAR 数据读取模块的起始信号，当接收到读数结束的信号 rd_data_end=1，则系统完成原始回波数据的压缩处理过程，开始脉压数据和成像数据的压缩处理过程。可以看到，在各数据处理过程中，comp_flag、image_width、image_heigth 都对应各数据的参数值。仿真波形符合预期，功能实现。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国首次火星探测工程有效载荷总体设计[J]. 朱岩,白云飞,王连国,沈卫华,张宝明,王蔚,周盛雨,杜庆国,陈春红. 深空探测学报. 2017(06)
[2]雷达对火星次表层的探测与研究现状[J]. 肖媛,苏彦,戴舜,封剑青,丁春雨,邢树果,李春来. 天文研究与技术. 2017(02)
[3]星载SAR技术的现状与发展趋势[J]. 李春升,王伟杰,王鹏波,陈杰,徐华平,杨威,于泽,孙兵,李景文. 电子与信息学报. 2016(01)
[4]小行星浅表探测雷达技术[J]. 李雁斌,王凤姣,江利中. 制导与引信. 2015(01)
[5]基于FFT-BAQ的SAR原始数据压缩新算法[J]. 宋鸿梅,王岩飞,潘志刚. 系统工程与电子技术. 2009(11)
[6]针对饱和度全集上SAR原始数据自适应抗饱和BAQ压缩算法[J]. 祁海明,禹卫东. 自然科学进展. 2009(02)
[7]CRC算法设计与程序实现[J]. 王忠,李延社,游智胜. 电子测量技术. 2007(12)
[8]星载合成孔径雷达的发展以及干涉测量应用[J]. 牛瑞,汤晓涛,楼良盛,刘志铭,王昱. 遥感信息. 2006(04)
[9]“火星快车”的有效载荷[J]. 陈世平. 国际太空. 2004(07)
[10]Lacrosse雷达侦察卫星已进入低轨道服役[J]. 黄晓宁,王秀春. 现代雷达. 2000(06)
博士论文
[1]超高分辨率宽测绘带星载SAR成像方法研究[D]. 吴元.西安电子科技大学 2016
[2]合成孔径雷达自聚焦算法研究及其在机载干涉技术中的应用[D]. 蒋锐.南京航空航天大学 2012
[3]SAR数据压缩算法研究[D]. 曾尚春.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]SAR图像军事目标识别方法研究[D]. 陈沫.安徽大学 2013
[2]基于成像的SAR原始数据压缩算法研究[D]. 吕小微.西安电子科技大学 2011
[3]合成孔径雷达图像数据的实时压缩[D]. 孟祥国.中国科学院研究生院（电子学研究所） 2007
[4]高倍数SAR原始数据压缩算法的研究[D]. 秦蕾.中国科学院研究生院（电子学研究所） 2004
[5]SAR图像数据压缩[D]. 翟杰夫.中国科学院研究生院（计算技术研究所） 2004
[6]合成孔径雷达原始数据压缩算法研究[D]. 姚世超.中国科学院电子学研究所 2001
[7]合成孔径雷达数据压缩算法性能评估与相干斑抑制算法研究[D]. 王晓兰.中国科学院电子学研究所 2000
本文编号：2994519
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/2994519.html
