● 摘要
合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)从1950年后逐渐成型并不断进步，它是一种通过距离与方位成像的二维成像雷达。SAR具备全天候、全天时、远距离、大面积的成像能力。SAR具有相当的穿透能力，能够穿透云雾、雨雪，因此可以完成光电和红外无法完成的任务。由于机载实现起来更加简单，受客观外界条件少，可以做到实时成像，更加具有效率性，便于达成单航过干涉SAR模式，方便新的技术在机载SAR上实施，并具备易维护维修的特点等等，它还可以作为星载SAR 发展的试验平台，因此，机载SAR具有独特的应用价值和发展空间。本文讨论的是机载SAR。
机载SAR需要对扫描区域进行快速浏览，并保证高分辨率，高分辨率包含两方面的含义：极高的角分辨率（即方位向分辨率）和足够高的距离分辨率，便于机载SAR操纵员掌握并调整成像区域。因此，需要实时进行成像及数据运算存储。SAR数据量大，要发展高性能的处理器和有效的成像算法来满足存储容量大、速度快、精度高等要求。
机载雷达SAR实验中数据量达到每小时数十G的原始回波数据，需要有快速成像的技术实现对原始回波数据的浏览。但机载实验中采用的快速视图忽略了距离徙动和INS（IMU）导航误差，使得成像质量差。需要一种具有自聚焦能力的快速成像算法来实现高精度实时成像。
本文介绍了某些SAR成像算法的基本原理（包括RD算法、CS算法、波束域算法等），同时介绍一些相位误差补偿算法（相位梯度法PGA、最大对比度法），并总结以上算法的优缺点，选择出适合本项目的算法。同时，本文还介绍了并行处理及并行开发系统。详细介绍了并行算法的设计方法及并行算法的评价标准。
本文在此基础上对成像数据与机载SAR数据用CS算法进行数据处理，并对比采用最大对比度法进行自聚焦前后的效果，最后用MPI并行技术处理数据，比较采用串行技术和并行技术的运算时间及加速效率。
通过对机载SAR的回波数据进行并行成像，取得了不错的结果。和采用串行方式相比，基于MPI的并行成像方式使得运行时间有效下降。当采用单节点8进程时，加速比达到6.26，接近于8.0的理论加速比，加速效率为78.26%。从实验结果中可看出，基于MPI的并行处理方法性能优于串行处理算法，成像清晰度良好，且有利于SAR实时成像。