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CN114185046B - 基于发射波形参数可调的视频sar成像系统及方法 - Google Patents

基于发射波形参数可调的视频sar成像系统及方法 Download PDF

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CN114185046B CN202111488428.1A CN202111488428A CN114185046B CN 114185046 B CN114185046 B CN 114185046B CN 202111488428 A CN202111488428 A CN 202111488428A CN 114185046 B CN114185046 B CN 114185046B
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Abstract

一种基于发射波形参数可调的视频SAR成像系统及方法，使用测控模块测得雷达平台在各个采样点处的实时位置；发射波形产生模块产生基带LFM信号；发射波形预处理模块对基带LFM信号做数字上变频和DA变换；射频发射模块将DA变换后的中频信号与可变本振信号混频；射频接收模块接收被观测场景反射的回波；接收波形预处理模块对回波信号做AD采样和数字下变频；多片多核DSP片间片内并行处理模块做方位向插值重采样与自聚焦算法处理。本发明克服传统PFA成像算法处理后各帧SAR图像位于不同坐标系下后续SAR视频处理时需要图像配准的缺陷，在处理视频SAR回波数据时具有更好的实时性。

Description

基于发射波形参数可调的视频SAR成像系统及方法
技术领域
本发明属于雷达技术领域，更进一步涉及雷达信号处理技术领域中的一种基于发射波形参数可调的视频合成孔径雷达SAR(Synthetic Aperture Radar)成像系统及方法。本发明可用于无人机载视频SAR成像系统中，实时处理SAR回波数据得到被观测场景区域的SAR视频。
背景技术
无人机载SAR成像系统可以通过实时调整波束指向对被观测场景区域进行持续性观测，获得高分辨率的SAR视频。现用的视频SAR成像算法主要有时域BPA(Back ProjectionAlgorithm)成像算法与频域PFA(Polar Format Algorithm)成像算法，国内外学者在对这两种算法做改进优化时多采用固定参数的回波信号做分析仿真，期望达到提高算法成像精度与降低算法运算量的目的。另外，对于无人机载等轻小型平台，对SAR回波数据的硬件实时处理方法也是备受国内外工程技术人员关注的话题，对于视频SAR回波数据的实时处理，现有的FPGA+多片多核DSP架构可以充分利用FPGA(Field Programable Gate Array)和多核DSP(Digital Signal Processing)的各自优势，获得被观测场景的实时SAR视频。
南京航空航天大学在其申请的专利文献“一种SAR成像方法及系统”(专利申请号：201910967107.6，申请公布号：CN110542900 B)中公开了一种SAR成像方法及系统。该方法首先通过接收上位机发送的合成孔径雷达回波数据和雷达参数数据计算成像所需的雷达参数；再采用极坐标格式算法对合成孔径雷达回波数据进行重采样；接着对重采样后的数据进行两维快速傅里叶变换，得到合成孔径雷达初始图像；接着利用相位梯度自聚焦算法对合成孔径雷达初始图像进行相位误差估计，得到一维方位相位误差；再采用SINC插值算法对一维方位相位误差进行插值，得到两维相位误差；再将重采样后的数据与两维相位误差做复乘运算，得到补偿后的合成孔径雷达数据；最后对补偿后的合成孔径雷达数据进行两维快速逆傅里叶变换，得到合成孔径雷达图像。该方法存在的不足之处是：该方法需要对SAR回波数据的距离维和方位维两维分别进行重采样，重采样的运算量较大，不利于成像算法的实时处理。
南京理工大学在其申请的专利文献“基于多核DSP的实时SAR成像系统及成像方法”(专利申请号：201611100564.8，申请公布号：CN108152816 A)中公开了一种基于多核DSP的实时SAR成像系统及成像方法。该成像系统包括A/D输入模块、FPGA模块、DSP模块和D/A输出模块；A/D输出模块用于成像回波信号的采样；FPGA模块用于接收成像回波信号并进行预处理，预处理完成后向DSP模块发送中断；DSP模块用于对预处理后的成像回波信号进行方位向和距离向聚焦，得到成像结果；D/A输出模块用于产生射频发射机的调制信号。该系统方法设计存在的不足之处是：该系统设计采用单片多核DSP，单片多核DSP的运算性能有限，对于场景回波数据量较大时很难做到实时处理。
南京航空航天大学在其申请的专利文献“一种视频SAR高速处理技术的FPGA的实现方法”(专利申请号：201810203581.7，申请公布号：CN 108614266 A)中公开了一种视频SAR高速处理技术的FPGA的实现方法。该方法首先将SAR原始回波数据和参数通过上位机和千兆以太网发送给FPGA芯片；再将回波数据以重叠方式进行帧提取，通过设置重叠率来提高帧率；并计算每一帧数据PFA处理过程中所需要的参数；然后用尺度变换的方法实现多脉冲并行距离向处理；再将距离向处理完的数据转置后写入DDR中；最后用SINC插值的方法对方位向多脉冲并行处理得到SAR图像。该方法存在的不足之处是：该方法中在计算PFA处理过程中所需参数时是联合一帧中的脉冲数据计算的，这样处理使得每帧SAR图像都处于各自的坐标下，后续对该SAR视频做目标检测跟踪处理时需要对每帧SAR图像做图像配准操作，降低了SAR视频后续处理的效率。
发明内容
本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于发射波形参数可调的视频SAR成像系统及方法，用于解决现有技术在视频SAR实时成像的算法运算量大与处理后各帧SAR图像位于不同坐标系下的问题。
实现本发明目的的思路是：本发明通过逐脉冲实时调整发射信号的调频率与发射载频，使得相邻多帧的回波波数呈现梯形状分布，避免了现有技术PFA成像算法的距离向插值操作，进而减少了实时处理的运算量。本发明通过使用多片多核DSP的片间和片内并行处理设计，加速视频SAR成像算法的数据处理，大幅度提高了数据处理效率。本发明在同一坐标系下对相邻多帧的回波数据做方位向FFT，方位向插值,距离向FFT处理，即可得到处于同一坐标系下的多帧SAR图像，后续对SAR视频中的动目标阴影做检测等处理时可以避免图像之间的配准操作，提高SAR视频后续处理的效率。
本发明的系统包括测控模块、发射波形产生模块、发射波形预处理模块、射频发射模块、射频接收模块、接收波形预处理模块、FFT模块、多片多核DSP片间片内并行处理模块：
所述的测控模块，用于测得雷达平台在各个采样点处的实时位置；
所述的发射波形产生模块，按下式计算基带线性调频LFM脉冲信号：
其中，表示调频后的基带LFM脉冲信号，表示快时间，AB表示基带LFM脉冲信号的幅度，rect(·)表示矩形窗函数，Tp表示基带LFM脉冲信号的持续时间，γn表示第n个雷达采样点处的基带LFM脉冲信号的调频率，γ0表示雷达采样点位于初始位置时的基带LFM脉冲信号的调频率，θ0表示雷达采样点位于初始位置时采样点与场景中心连线与地平面的夹角，θn表示第n个雷达采样点与场景中心连线与地平面的夹角，αn表示第n个雷达采样点与场景中心连线在地平面上的投影与三维坐标系的Y轴负半轴夹角；
所述的发射波形预处理模块，用于对基带LFM信号做数字上变频处理和DA变换；数字上变频时需要的可变数字本振信号的本振频率：
其中，fin表示第n个雷达采样点处中频LFM脉冲信号的中频频率，fi0表示雷达采样点位于初始位置时的中频LFM信号的中频频率；用基带LFM信号与可变数字本振信号相乘，得到中频LFM脉冲信号后，再对经过上变频后的中频LFM信号做DA变换；
所述的射频发射模块，按下式计算可变模拟本振信号的本振频率：
其中，fLn表示第n个采样点处的模拟本振信号的本振频率，fL0表示雷达采样点位于初始位置时模拟本振信号的本振频率；在射频端，模拟中频LFM信号与可变模拟本振信号做混频，得到射频LFM信号后，再通过发射天线将射频LFM信号发射出去；
所述的射频接收模块，用超外差接收机dechirp接收被观测场景反射的回波信号；
所述的接收波形预处理模块，对超外差接收机dechirp接收的信号做AD采样；对AD采样后的信号做数字下变频至基带回波信号；
所述的FFT模块，用于算法处理中的FFT处理；
所述的多片多核DSP片间片内并行处理模块，用于做方位向插值重采样与SAR图像优化算法处理；将第一片和其余四片多核DSP，采用并行处理的方法，对方位向FFT处理后的基带回波信号做方位向插值重采样；将SAR图像数据沿距离向分为4份，分别传输给方位向插值重采样后的4片多核DSP，同时4片多核DSP采用相位梯度自聚焦算法，对各自方位向重采样后的回波数据做相位误差估计；4片多核DSP将各自的SAR图像数据与估计的相位误差相乘得到自聚焦优化后的SAR图像数据；对相邻多帧的回波数据根据波形参数的特定关系做联合处理，得到相邻多帧SAR图像位于同一坐标系下的SAR视频。
本发明实时成像方法的步骤包括如下：
步骤1，测控模块测得雷达平台在各个采样点处的实时位置；
步骤2，发射波形产生模块按下式计算基带线性调频LFM脉冲信号：
其中，表示调频后的基带LFM脉冲信号，表示快时间，AB表示基带LFM脉冲信号的幅度，rect(·)表示矩形窗函数，Tp表示基带LFM脉冲信号的持续时间，γn表示第n个雷达采样点处的基带LFM脉冲信号的调频率，γ0表示雷达采样点位于初始位置时的基带LFM脉冲信号的调频率，θ0表示雷达采样点位于初始位置时采样点与场景中心连线与地平面的夹角，θn表示第n个雷达采样点与场景中心连线与地平面的夹角，αn表示第n个雷达采样点与场景中心连线在地平面上的投影与三维坐标系的Y轴负半轴夹角；
步骤3，对基带LFM信号做数字上变频处理和DA变换：
(3a)发射波形预处理模块计算对调频后的基带LFM脉冲信号做数字上变频时需要的可变数字本振信号的本振频率：
其中，fin表示第n个雷达采样点处中频LFM脉冲信号的中频频率，fi0表示雷达采样点位于初始位置时的中频LFM信号的中频频率；
(3b)用基带LFM信号与可变数字本振信号相乘，得到中频LFM脉冲信号后，再对经过上变频后的中频LFM信号做DA变换；
步骤4，将DA变换后的中频信号与可变模拟本振信号混频：
(4a)射频发射模块按下式计算可变模拟本振信号的本振频率：
其中，fLn表示第n个采样点处的模拟本振信号的本振频率，fL0表示雷达采样点位于初始位置时模拟本振信号的本振频率；
(4b)在射频端，模拟中频LFM信号与可变模拟本振信号做混频，得到射频LFM信号后，再通过发射天线将射频LFM信号发射出去；
步骤5，接收被观测场景反射的回波信号：
射频接收模块中，用超外差接收机dechirp接收被观测场景反射的回波信号，该超外差接收机dechirp接收的可变模拟本振频率与(4a)中计算的可变模拟本振信号的本振频率相同；
步骤6，对超外差接收机dechirp接收的信号做AD采样；
步骤7，做数字下变频和FFT处理：
(7a)接收波形预处理模块对AD采样后的信号做数字下变频至基带回波信号，该数字下变频的可变数字本振频率与(3a)中计算的可变数字本振信号的本振频率相同；
(7b)FFT模块对基带回波信号做方位向FFT处理；
步骤8，做方位向插值重采样：
将第一片和其余四片多核DSP，采用并行处理的方法，对方位向FFT处理后的基带回波信号做方位向插值重采样；
步骤9，做距离向FFT：
FFT模块对方位向插值重采样后的基带回波信号做距离向FFT，得到SAR图像；
步骤10，对SAR图像进行优化：
(10a)将SAR图像数据沿距离向分为4份，分别传输给方位向插值重采样后的4片多核DSP，同时4片多核DSP采用相位梯度自聚焦算法，对各自方位向重采样后的回波数据做相位误差估计；
(10b)4片多核DSP将各自的SAR图像数据与估计的相位误差相乘得到自聚焦优化后的SAR图像数据；
步骤11，对相邻多帧的回波数据根据波形参数的特定关系做联合处理，得到相邻多帧SAR图像位于同一坐标系下的SAR视频。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
第一，本发明系统中的测控模块、发射波形产生模块、发射波形预处理模块、射频发射模块，通过逐脉冲实时调整发射信号的调频率与发射载频，使得相邻多帧的回波波数呈现梯形状分布，避免了现有技术PFA成像算法中插值重采样的距离向插值运算，从而减少了成像算法实时处理的运算量，使得本发明在处理视频SAR回波数据时具有更好实时性的优点。
第二，本发明的系统多片多核DSP片间片内并行处理模块，通过使用多片多核DSP的片间和片内并行处理设计，加速视频SAR成像算法的数据处理，克服了现有技术多片多核DSP片间并行处理插值重采样时，需要等待插值点在插值核中的位置信息全部计算完导致的成像速度慢的缺陷，使得本发明的系统多片多核DSP的片间并行程度更高，提高了成像处理的速度。
第三，本发明的方法通过在同一坐标系下对相邻多帧的回波数据做方位向FFT，方位向插值,距离向FFT处理，得到处于同一坐标系下的多帧SAR图像，克服了现有技术PFA成像算法处理后各帧SAR图像位于不同坐标系下，后续SAR视频处理时需要图像配准的缺陷，使得对本发明处理得到的SAR视频中的动目标阴影进行检测时可以避免SAR图像的配准操作。
附图说明
图1为本发明系统的示意图；
图2为本发明方法的流程图；
图3为本发明方法的成像几何的三维坐标示意图；
图4为本发明系统的多片多核DSP片间数据传输示意图；
图5为本发明系统的多片多核DSP并行处理技术的示意图；
图6为本发明方法的基带回波信号波数分布图；
图7为本发明方法的仿真结果图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的描述。
参照图1和图2并结合本发明的实施例，对本发明做进一步的描述。
本发明的实施例是在由测控模块、发射波形产生模块、发射波形预处理模块、射频发射模块、射频接收模块、接收波形预处理模块、FFT模块、多片多核DSP片间片内并行处理模块组成的系统中实现的。
步骤1，测控模块测得雷达平台在各个采样点处的实时位置。在本发明实施例中，测控模块利用惯性导航系统INS(Inertial Navigation System)和北斗卫星导航系统BDS(BeiDou Navigation Satellite System)测得雷达平台在各个采样点处的经纬度信息、加速度信息、速度信息与被观测场景中心的经纬度信息。
步骤2，发射波形产生模块按下式计算基带线性调频LFM脉冲信号：
其中，表示调频后的基带LFM脉冲信号，表示快时间，AB表示基带LFM脉冲信号的幅度，rect(·)表示矩形窗函数，Tp表示基带LFM脉冲信号的持续时间，γn表示第n个雷达采样点处的基带LFM脉冲信号的调频率，γ0表示雷达采样点位于初始位置时的基带LFM脉冲信号的调频率，θ0表示雷达采样点位于初始位置时采样点与场景中心连线与地平面的夹角，θn表示第n个雷达采样点与场景中心连线与地平面的夹角，αn表示第n个雷达采样点与场景中心连线在地平面上的投影与三维坐标系的Y轴负半轴夹角，角度θn、αn在三维空间坐标系中的位置如图3所示。
图3中的x、y、z表示三维空间坐标系三个坐标轴，Pm表示成像场景中的第m目标点，R表示雷达采样点与成像场景中心的距离，Rnm表示第n雷达采样点与成像场景中目标点Pm之间的距离。
步骤3，对基带LFM信号做数字上变频处理和DA变换。
第一步，发射波形预处理模块计算对调频后的基带LFM脉冲信号做数字上变频时需要的可变数字本振信号的本振频率：
其中，fin表示第n个雷达采样点处中频LFM脉冲信号的中频频率，fi0表示雷达采样点位于初始位置时的中频LFM信号的中频频率。
第二步，用基带LFM信号与可变数字本振信号相乘，得到中频LFM脉冲信号后，再对经过上变频后的中频LFM信号做DA变换。
步骤4，将DA变换后的中频信号与可变模拟本振信号混频。
第一步，射频发射模块按下式，计算可变模拟本振信号的本振频率：
其中，fLn表示第n个采样点处的模拟本振信号的本振频率，fL0表示雷达采样点位于初始位置时模拟本振信号的本振频率。
第二步，在射频端，模拟中频LFM信号与可变模拟本振信号做混频，得到射频LFM信号后，再通过发射天线将射频LFM信号发射出去。
步骤5，接收被观测场景反射的回波信号。
射频接收模块中，用超外差接收机dechirp接收被观测场景反射的回波信号，该超外差接收机dechirp接收的可变模拟本振频率与步骤4的第一步中计算的可变模拟本振信号的本振频率相同。
步骤6，对超外差接收机dechirp接收的信号做AD采样。
步骤7，对AD采样后的回波信号做数字下变频和FFT处理。
接收波形预处理模块对AD采样后的信号做数字下变频至基带回波信号，该数字下变频的可变数字本振频率与步骤3的第一步中计算的可变数字本振信号的本振频率相同。
FFT模块对基带回波信号做方位向FFT处理，本发明实例中，FFT处理模块采用Xilinx官方提供的FFT IP核进行FFT处理，FFT IP核配置成Streaming I/O模式，以获得最大的数据吞吐量与最小的转换时间。
步骤8，做方位向插值重采样。
将第一片和其余四片多核DSP，采用并行处理的方法，对方位向FFT处理后的基带回波信号做方位向插值重采样。
在本发明实施例中，第一片多核DSP用于计算回波数据对应的插值点在插值核中的位置信息，第二至五片多核DSP用于对回波数做Sinc插值，其中第一片与第二片、第四片多核DSP之间采用SRIO接口进行数据传输，第二片与第三片多核DSP、第四片与第五片多核DSP之间采用Hyperlink接口进行数据传输，如图4所示。
参照图5，对所述多片多核DSP片间并行处理的方法做进一步的描述。
第一步，按照下式，将方位向FFT后的基带回波信号数据XA沿距离向分为T1、T2两部分数据：
其中，m表示一个系数，其取值须同时满足两个条件，条件1，m须为4的倍数；条件2，第一片多核DSP计算数据T2对应的插值点在插值核中的位置的时间小于其余四片多核DSP各自对数据做Sinc插值的时间。
第二步，用五片多核DSP中的第一片多核DSP，计算数据T1对应的插值点在插值核中的位置信息，同时其他四片多核DSP分别计算各自Sinc插值需要的Sinc插值核的离散化采样点数值，以表格的形式存在各自的DDR中。
第三步，第一片多核DSP沿距离向将数据T1对应的插值点在插值核中的位置信息分为四部分，分别传送给其他四片多核DSP。
第四步，其他四片多核DSP各自通过数据对应的插值点在插值核中的位置进行查表，分别对传输给自己的数据做Sinc插值,同时第一块多核DSP计算数据T2对应的插值点在插值核中的位置并传送给其他四片多核DSP。
第五步，四片多核DSP各自通过数据对应的插值点在插值核中的位置进行查表，分别对传输给自己的数据做Sinc插值。
步骤9，做距离向FFT。
FFT模块对方位向插值重采样后的基带回波信号做距离向FFT，得到SAR图像。
步骤10，对SAR图像进行优化。
将SAR图像数据沿距离向分为4份，分别传输给方位向插值重采样后的四片多核DSP，同时四片多核DSP采用相位梯度自聚焦算法，对各自方位向重采样后的回波数据做相位误差估计。
四片多核DSP将各自的SAR图像数据与估计的相位误差相乘得到自聚焦优化后的SAR图像数据；
步骤11，对相邻多帧的回波数据根据波形参数的特定关系做联合处理，得到相邻多帧SAR图像位于同一坐标系下的SAR视频。在本发明实施例中，由于相邻多帧回波信号的调频率与载频满足特定关系式，使得相邻多帧的回波波数呈现梯形状分布，如图6所示，其中，kx表示回波波数的x轴分量，ky表示回波波数的y轴分量。在同一坐标系下对相邻多帧的回波数据做方位向FFT，方位向插值重采样,距离向FFT处理，即可相邻多帧SAR图像位于同一坐标系下的SAR视频。
下面结合仿真实验对本发明的效果做进一步的说明：
1.仿真实验条件：
本发明的仿真实验的硬件平台为：FPGA采用XC7K325TFFG676，多核DSP采用TMS320C6678，DDR为8GB。
本发明的仿真实验的软件平台为：Window 10操作系统、MATLAB 2017b、vivado2018.3和CCS 6.0。
本发明仿真实验所使用的场景回波数据为采用MATLAB软件，从随机选取的一张十字路口图片作为场景图片。从该图片中提取灰度作为回波信号幅度进行仿真，得到回波数据，场景图片大小为500×500个像素，实际场景大小为100m×100m。
本发明仿真实验所使用的仿真参数为：雷达平台的方位角为零时，LFM信号载频为94GHz，调频率为37500GHz/s，脉冲宽度为20us，LFM信号带宽为0.75GHz，雷达平台速度为45m/s，平台高度为500m，俯仰角为53度，脉冲重复频率为8000Hz，帧率为5帧/s。
2.仿真内容及其结果分析：
本发明仿真实验是采用现有技术的采用FPGA进行FFT处理的方法和本发明的方法，分别对上述场景图片仿真的回波数据依次做FFT处理、方位向重采样和自聚焦算法处理，得到被观测场景的SAR视频。
参照图7对本发明的仿真效果作进一步的描述。
图7的(a)图中的10幅图，表示本发明仿真实验得到的被观测场景的SAR视频中第1至10帧的SAR图像。图7的(b)图中的10幅图表示本发明仿真实验得到的第391至400帧SAR图像。
由图7中的(a)图和(b)图可以看出第1至10帧SAR图像位于同一坐标系下，第391至400帧SAR图像位于同一坐标系下，本发明仿真实验得到的SAR视频的相邻10帧的SAR图像位于同一坐标系下。

Claims (3)

1.一种基于发射波形参数可调的视频SAR成像系统，包括射频接收模块、接收波形预处理模块、FFT模块，其特征在于，还包括测控模块、发射波形产生模块、发射波形预处理模块、射频发射模块、多片多核DSP片间片内并行处理模块：
所述的测控模块，用于测得雷达平台在各个采样点处的实时位置；
所述的发射波形产生模块，按下式计算基带线性调频LFM脉冲信号：
其中，表示调频后的基带LFM脉冲信号，表示快时间，AB表示基带LFM脉冲信号的幅度，rect(·)表示矩形窗函数，Tp表示基带LFM脉冲信号的持续时间，γn表示第n个雷达采样点处的基带LFM脉冲信号的调频率，γ0表示雷达采样点位于初始位置时的基带LFM脉冲信号的调频率，θ0表示雷达采样点位于初始位置时采样点与场景中心连线与地平面的夹角，θn表示第n个雷达采样点与场景中心连线与地平面的夹角，αn表示第n个雷达采样点与场景中心连线在地平面上的投影与三维坐标系的Y轴负半轴夹角；
所述的发射波形预处理模块，用于对基带LFM信号做数字上变频处理和DA变换；数字上变频时需要的可变数字本振信号的本振频率：
其中，fin表示第n个雷达采样点处中频LFM脉冲信号的中频频率，fi0表示雷达采样点位于初始位置时的中频LFM信号的中频频率；用基带LFM信号与可变数字本振信号相乘，得到中频LFM脉冲信号后，再对经过上变频后的中频LFM信号做DA变换；
所述的射频发射模块，按下式计算可变模拟本振信号的本振频率：
其中，fLn表示第n个采样点处的模拟本振信号的本振频率，fL0表示雷达采样点位于初始位置时模拟本振信号的本振频率；在射频端，模拟中频LFM信号与可变模拟本振信号做混频，得到射频LFM信号后，再通过发射天线将射频LFM信号发射出去；
所述的射频接收模块，用超外差接收机dechirp接收被观测场景反射的回波信号；
所述的接收波形预处理模块，对超外差接收机dechirp接收的信号做AD采样；对AD采样后的信号做数字下变频至基带回波信号；
所述的FFT模块，用于算法处理中的FFT处理；
所述的多片多核DSP片间片内并行处理模块，用于做方位向插值重采样与SAR图像优化算法处理；将第一片和其余四片多核DSP，采用并行处理的方法，对方位向FFT处理后的基带回波信号做方位向插值重采样；将SAR图像数据沿距离向分为4份，分别传输给方位向插值重采样后的4片多核DSP，同时4片多核DSP采用相位梯度自聚焦算法，对各自方位向重采样后的回波数据做相位误差估计；4片多核DSP将各自的SAR图像数据与估计的相位误差相乘得到自聚焦优化后的SAR图像数据；对相邻多帧的回波数据根据波形参数的特定关系做联合处理，得到相邻多帧SAR图像位于同一坐标系下的SAR视频。
2.根据权利要求1所述系统的一种基于发射波形参数可调的视频SAR成像方法，其特征在于，在发射端，逐脉冲实时调整发射信号的调频率与发射载频，在接收端，在同一坐标系下分别对相邻多帧的回波信号做方位向FFT、方位向插值重采样和距离向FFT，得到处于同一坐标系下的多帧SAR图像；该实时成像方法的步骤包括如下：
步骤1，测控模块测得雷达平台在各个采样点处的实时位置；
步骤2，发射波形产生模块按下式计算基带线性调频LFM脉冲信号：
其中，表示调频后的基带LFM脉冲信号，表示快时间，AB表示基带LFM脉冲信号的幅度，rect(·)表示矩形窗函数，Tp表示基带LFM脉冲信号的持续时间，γn表示第n个雷达采样点处的基带LFM脉冲信号的调频率，γ0表示雷达采样点位于初始位置时的基带LFM脉冲信号的调频率，θ0表示雷达采样点位于初始位置时采样点与场景中心连线与地平面的夹角，θn表示第n个雷达采样点与场景中心连线与地平面的夹角，αn表示第n个雷达采样点与场景中心连线在地平面上的投影与三维坐标系的Y轴负半轴夹角；
步骤3，对基带LFM信号做数字上变频处理和DA变换：
(3a)发射波形预处理模块计算对调频后的基带LFM脉冲信号做数字上变频时需要的可变数字本振信号的本振频率：
其中，fin表示第n个雷达采样点处中频LFM脉冲信号的中频频率，fi0表示雷达采样点位于初始位置时的中频LFM信号的中频频率；
(3b)用基带LFM信号与可变数字本振信号相乘，得到中频LFM脉冲信号后，再对经过上变频后的中频LFM信号做DA变换；
步骤4，将DA变换后的中频信号与可变模拟本振信号混频：
(4a)射频发射模块按下式计算可变模拟本振信号的本振频率：
其中，fLn表示第n个采样点处的模拟本振信号的本振频率，fL0表示雷达采样点位于初始位置时模拟本振信号的本振频率；
(4b)在射频端，模拟中频LFM信号与可变模拟本振信号做混频，得到射频LFM信号后，再通过发射天线将射频LFM信号发射出去；
步骤5，接收被观测场景反射的回波信号：
射频接收模块中，用超外差接收机dechirp接收被观测场景反射的回波信号，该超外差接收机dechirp接收的可变模拟本振频率与(4a)中计算的可变模拟本振信号的本振频率相同；
步骤6，对超外差接收机dechirp接收的信号做AD采样；
步骤7，做数字下变频和FFT处理：
(7a)接收波形预处理模块对AD采样后的信号做数字下变频至基带回波信号，该数字下变频的可变数字本振频率与(3a)中计算的可变数字本振信号的本振频率相同；
(7b)FFT模块对基带回波信号做方位向FFT处理；
步骤8，做方位向插值重采样：
将第一片和其余四片多核DSP，采用并行处理的方法，对方位向FFT处理后的基带回波信号做方位向插值重采样；
步骤9，做距离向FFT：
FFT模块对方位向插值重采样后的基带回波信号做距离向FFT，得到SAR图像；
步骤10，对SAR图像进行优化：
(10a)将SAR图像数据沿距离向分为4份，分别传输给方位向插值重采样后的4片多核DSP，同时4片多核DSP采用相位梯度自聚焦算法，对各自方位向重采样后的回波数据做相位误差估计；
(10b)4片多核DSP将各自的SAR图像数据与估计的相位误差相乘得到自聚焦优化后的SAR图像数据；
步骤11，对相邻多帧的回波数据根据波形参数的特定关系做联合处理，得到相邻多帧SAR图像位于同一坐标系下的SAR视频。
3.根据权利要求2所述的一种基于发射波形参数可调的视频SAR实时成像方法，其特征在于，步骤8中所述并行处理的方法的步骤如下：
第一步，按照下式，将方位向FFT后的基带回波信号数据XA沿距离向分为T1、T2两部分数据：
其中，m表示一个系数，其取值须同时满足两个条件，条件1，m须为4的倍数；条件2，第一片多核DSP计算数据T2对应的插值点在插值核中的位置的时间小于其余四片多核DSP各自对数据做Sinc插值的时间；
第二步，用五片多核DSP中的第一片多核DSP，计算数据T1对应的插值点在插值核中的位置信息，同时其他四片多核DSP分别计算各自Sinc插值需要的Sinc插值核的离散化采样点数值，以表格的形式存在各自的DDR3中；
第二步，第一片多核DSP沿距离向将数据T1对应的插值点在插值核中的位置信息分为四部分，分别传送给其他四片多核DSP；
第三步，其他四片多核DSP各自通过数据对应的插值点在插值核中的位置进行查表，分别对传输给自己的数据做Sinc插值,同时第一块多核DSP计算数据T2对应的插值点在插值核中的位置并传送给其他四片多核DSP；
第四步，四片多核DSP各自通过数据对应的插值点在插值核中的位置进行查表，分别对传输给自己的数据做Sinc插值。
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