CN110515050A - 一种基于gpu的星载sar实时回波模拟器 - Google Patents

Abstract

一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，采用GPU作为SAR回波计算的核心器件，包括：射频收发分系统、中频调制分系统和回波计算分系统，根据本振信号和SAR载荷射频发射信号，进行下变频，得到中频发射信号，送至中频调制分系统，对射频收发分系统送来的中频发射信号，在定时脉冲信号的控制下，进行采集后，进行数字下变频处理，得到基带发射信号，回波计算分系统根据外部送来的卫星工作模式和轨道信息，实时产生场景响应函数；将接收的基带发射信号与场景响应函数进行实时卷积，得到基带回波信号通过中频调制分系统和射频收发分系统，对其进行上变频后得到射频回波信号，具有计算精度高、可靠性高、可扩展性更好等优点。

Description

一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器

技术领域

本发明涉及一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，属于SAR回波模技术领域。

背景技术

传统的星载SAR回波模拟器多采用基于板卡机箱的设备实现，其中使用芯片作为核心计算器件，进行SAR实时回波信号生成。传统的星载SAR回波模拟器具有编程难度复杂、计算精度低、存在功能扩充和完善的周期长、花费高等缺点。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术不足，提供一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，可以降低实时回波模拟器的开发难度，提高回波信号生成计算精度，提高对各种体制星载SAR回波模拟的适应能力。具有计算精度高、可靠性高、可扩展性更好等优点。

本发明解决的技术方案为：一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，包括：射频收发分系统、中频调制分系统和回波计算分系统；

射频收发分系统，接收SAR载荷射频发射信号，同时接收外部送来的参考时钟，射频收发分系统接收到参考时钟后，产生本振信号；根据本振信号和SAR载荷射频发射信号，进行下变频，得到中频发射信号，送至中频调制分系统；将参考时钟也送至中频调制分系统；

中频调制分系统，对射频收发分系统送来的中频发射信号，在定时单元产生的定时脉冲信号的控制下，进行采集后，进行数字下变频处理，得到基带发射信号；经过光纤发送至回波计算分系统；

回波计算分系统根据外部送来的卫星工作模式和轨道信息，实时产生场景响应函数；再从中频调制分系统接收的基带发射信号，将其与场景响应函数进行实时卷积，得到基带回波信号在通过光纤发送给中频调制分系统；

中频调制分系统，接收基带回波信号，在定时脉冲信号的控制下，进行中频播放后，得到中频回波信号，送至射频收发分系统；

射频收发分系统，接收中频回波信号，对其进行上变频后得到射频回波信号，送至SAR载荷，实现了回波信号模拟。

优选的，射频收发分系统，包括下变频单元、本振单元和上变频单元；

下变频单元，接收SAR载荷射频发射信号，本振单元接收外部送来的参考时钟，本振单元接收到参考时钟后，产生本振信号；本振单元将本振信号送至下变频单元；下变频单元根据本振信号和SAR载荷射频发射信号，进行下变频，得到中频发射信号，送至中频调制分系统；本振单元将参考时钟也送至中频调制分系统；

射频收发分系统，还能接收中频调制分系统送来的中频回波信号，对其进行上变频后得到射频回波信号，送至SAR载荷。

优选的，中频调制分系统，包括中频采集模块、定时单元、光纤发送端1、中频播放模块、光纤接收端2；

定时单元，接收本振单元送来的参考时钟产生定时脉冲信号，送至中频采集模块和中频播放模块；

中频采集模块，对射频收发分系统送来的中频发射信号，在定时脉冲信号的控制下，进行信号采集后，进行数字下变频处理，得到基带发射信号，通过光纤发送端1经过光纤发送至回波计算分系统；

光纤接收端2，能够接收回波计算分系统送来的基带回波信号送至中频播发模块，由中频播发模块在定时脉冲信号的控制下，进行中频播放后，得到中频回波信号，送至射频收发分系统；

优选的，回波计算分系统，包括仿真参数计算单元、GPU回波计算单元、光纤接收端1、光纤发送端2；

仿真参数计算单元，根据外部送来的卫星工作模式和轨道信息，实时产生场景响应函数，送至GPU回波计算单元；光纤接收端1从中频调制分系统接收基带发射信号送至GPU回波计算单元，GPU回波计算单元将基带发射信号与场景响应函数进行实时卷积，得到基带回波信号由光纤发送端2通过光纤发送给中频调制分系统。

优选的，中频调制分系统，对射频收发分系统送来的中频发射信号，在定时脉冲信号的控制下，进行中频采集和中频播放，具体为：

中频调制分系统接收中频发射信号，在中频采集模块中经A/D转换后进行数字下变频，接收回波计算分系统的回波信号，对回波信号进行调制后经数字上变频、D/A转换后传输给射频分系统。

优选的，下变频单元，包括带通滤波器，具体为：射频信号进入下变频模块后，信号经过带通滤波器对信号进行滤波处理，之后与本振信号混频，得到中频信号送入中频调制分系统。

优选的，上变频单元，包括带通滤波器，具体为：中频信号进入上变频单元后，信号经过滤波器进行滤波处理，后与本振信号进行混频，得到射频信号，送入射频调制分系统。

优选的，本振单元，具体本振单元采用锁相晶振为整机提供基准信号，优选的，根据外部送来的卫星工作模式和轨道信息，实时产生场景响应函数，具体为：

根据卫星工作模式和轨道信息，计算每个时刻卫星天线波束照射的点阵场景区域，计算点阵列场景的冲击响应函数。

优选的，回波计算分系统，实时计算回波信号，具体为：接收中频调制分系统输出的发射激励信号，与冲击响应函数进行卷积计算得到回波信号。

优选的，光纤数据发送，具体为：将点阵列场景相应与基带回波信号数据由光纤发送端2通过光纤接口输出到中频调制分机

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明基于GPU的星载SAR实时回波模拟器和现有的基于FPGA和DSP的实时回波模拟器相比，可以降低实时回波模拟器的开发难度，提高回波信号生成计算精度，提高对各种体制星载SAR回波模拟的适应能力。

(2)基于GPU的SAR回波模拟器基于C++语言进行开发，采用软件化架构设计，具有更好的扩展能力，可以适应后续其他型号设备测试需求，进行成像模式扩展和成像分辨率扩展等需求。

(3)基于SAR回波模拟器的核心计算设备选用通用货架式设备(服务器和GPU计算卡)，因此长期维护成本低，市场的备品备件量大。

(4)本发明的星载SAR相比于光学遥感设备，星载SAR具有全天时、全天候对地观测能力，甚至可以透过地表或植被获取其掩盖的目标信息，因此星载SAR在农林监察、海洋观测、地形测绘、灾害监测等民用领域以及军事侦查领域具有广泛应用前景。

附图说明

图1是的基于GPU的星载SAR实时回波模拟器的组成框图；

图2是基于GPU的星载SAR实时回波模拟器的工作流程图；

图3是GPU内的基带回波计算原理组成图。

图4是C波段两通道SAR回波模拟器设备框图。

图5是算法模块CPU\GPU映射关系图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述。

本发明一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，采用GPU作为SAR回波计算的核心器件，包括：射频收发分系统、中频调制分系统和回波计算分系统，根据本振信号和SAR载荷射频发射信号，进行下变频，得到中频发射信号，送至中频调制分系统，对射频收发分系统送来的中频发射信号，在定时脉冲信号的控制下，进行采集后，进行数字下变频处理，得到基带发射信号，回波计算分系统根据外部送来的卫星工作模式和轨道信息，实时产生场景响应函数；将接收的基带发射信号与场景响应函数进行实时卷积，得到基带回波信号通过中频调制分系统和射频收发分系统，对其进行上变频后得到射频回波信号，具有计算精度高、可靠性高、可扩展性更好等优点。

本发明中星载合成孔径雷达(Synthetic aperture radar，简称SAR)是一种主动式微波对地成像观测设备，利用卫星平台与成像场景之间的相对运动，将不同空间位置接收的回波信号进行相干处理，得到大幅宽、高分辨的二维雷达图像。

星载SAR实时回波模拟器为整星和SAR载荷专用测试设备。星载SAR实时回波模拟器实时接收星上SAR载荷的PRF脉冲信号，并以PRF脉冲信号为时间基准，对SAR载荷射频发射信号进行接收和ADC采集，得到每个PRF时刻的基带发射信号；同时，回波模拟器接收GPS仿真器产生的秒脉冲信号，对内部存储的卫星轨道PVT表进行读取和插值，获取当前PRF时刻的卫星位置数据，根据卫星位置数据和设定的地面目标场景，计算得到每个PRF时刻的目标场景响应；最后，将目标场景响应与雷达基带发射信号进行卷积调制以及DAC播放和上变频处理，得到每个PRF时刻的射频回波信号，注入到SAR载荷的接收通道中，完成每个PRF的回波信号生成。

星载SAR实时回波模拟器包括三个主要组成部分:射频收发部分、中频调制部分和回波计算部分等组成。

本发明的一种基于GPU的SAR实时回波模拟器为整星测试地面设备，其主要任务为验证星上SAR载荷接口、功能及主要指标，并与数传地面设备及快视地面设备共同完成有效载荷测试。高轨SAR载荷成像精度指标要求较高，传统SAR载荷回波模拟器设备已经不能满足指标要求，采用一种基于GPU的SAR实时回波模拟器可以满足高轨SAR载荷的成像精度要求。

本发明的一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，包括：射频收发分系统、中频调制分系统和回波计算分系统；

射频收发分系统，接收SAR载荷射频发射信号，同时接收外部送来的参考时钟，射频收发分系统接收到参考时钟后，产生本振信号；根据本振信号和SAR载荷射频发射信号，进行下变频，射频信号进入下变频模块后，信号经过带通滤波器对信号进行滤波处理，之后与本振信号混频，得到中频信号送入中频调制分系统；将参考时钟也送至中频调制分系统；

中频调制分系统，对射频收发分系统送来的中频发射信号，在定时单元产生的定时脉冲信号的控制下，进行采集后，进行数字下变频处理，得到基带发射信号；经过光纤发送至回波计算分系统；

回波计算分系统根据外部送来的卫星工作模式和轨道信息，实时产生场景响应函数；再从中频调制分系统接收的基带发射信号，将其与场景响应函数进行实时卷积，得到基带回波信号在通过光纤发送给中频调制分系统；

中频调制分系统，接收基带回波信号，在定时脉冲信号的控制下，进行中频播放后，得到中频回波信号，送至射频收发分系统；

射频收发分系统，接收中频回波信号，对其进行上变频：中频信号进入上变频单元后，信号经过滤波器进行滤波处理，后与本振信号进行混频，得到射频信号，送入射频调制分系统。后得到射频回波信号，送至SAR载荷，实现了回波信号模拟，系统结构如图1所示。

在实时回波模拟过程中，模拟器首先判断是否接收到被试设备发出的PRT信号，如果没有接收到PRT信号则继续等待，如果接收到PRT信号后则进入回波计算步骤；回波计算优选方案分成三步：

第一步:由射频收发分系统对载荷发射信号进行下变频，得到中频发射信号；中频调制分系统对中频发射信号进行采集和数字下变频，得到基带发射信号，通过光纤接口发送给基带回波计算分系统；

第二步：基带回波计算分系统根据当前PRT的仿真参数，计算得到冲激响应函数，并与接收的冲激响应函数进行卷积计算，得到基带回波信号，并通过光纤接口发送给中频调制分系统；

第三步：中频调制分系统将接收的基带回波信号进行数字上变频和DAC播放，得到中频回波信号；射频收发分系统将中频回波信号进行上变频，得到射频回波信号，注入到被试设备，完成当前PRT的仿真。系统工作流程如图2所示。

GPU回波计算模块主要由轨道计算模块、目标场景读取模块、发射信号接收模块、几何参数计算模块、发射信号FFT模块、冲激响应函数计算模块和卷积计算模块等组成，各模块的主要功能如下：

轨道计算模块：选取待插值的轨道数据区域，并进行插值，计算当前仿真时刻的轨道数据；根据轨道数据及仿真时刻计算轨道六根数以及卫星平均线速度等轨道参数。其优选的计算方式如下：

1、根据当前的PRT时刻，从轨道文件中读取用于确定插值采用的轨道数据；

2、根据输入的位置、速度和对应的时间等卫星轨道信息，对轨道文件中的信息进行插值，得到PRT时刻对应的卫星位置和速度；

3、根据初始仿真轨道六根数，推算当前仿真时刻的轨道六根数；

4、计算姿态角，包括俯仰角、偏航角和横滚角；

几何参数计算模块：计算波束照射区域在场景坐标系下的距离向和方位向最大最小距离，计算等弧带间隔和等弧带数量。优选的计算方式如下：

1、计算当前PRT时刻天线相位中心在地心地固坐标系下的位置；

2、根据天线坐标系下的天线中心方向、下视角、斜视角以及波束宽度确定波束边缘点在天线坐标系下的指向，通过坐标转换计算波束中心在地心地固坐标系下的指向；

3、根据天线相位中心在地心地固坐标系下的坐标及指向，计算波束边缘点与地球表面交点；

4、将地心地固坐标系下的波束边缘点坐标转换到场景坐标系下，即可获得场景坐标系下波束边缘点坐标；

5、计算波束边缘点坐标，分别取边缘点中距离向和方位向最大最小距离值，作为波束照射区域的距离向和方位向最大最小距离；

发射接收模块：通过光纤接口，接收中频调制分系统传输来的基带发射信号；其中，优选的发射信号的表达式如下

式中，T_p代表脉冲宽度，rect()为门函数，表达式为：

目标场景读取模块：读取场景文件中的目标坐标和RCS；

冲激响应函数计算模块：计算仿真场景的冲激响应函数；其优选的计算方式如下所示：

1、计算可见目标点与卫星之前的距离(即斜距)，优选的方案如下：

优选斜距计算公式如下：

式中，分别代表卫星在场景坐标系下的坐标，分别代表目标点在场景坐标系下的坐标。

2、根据斜距值判断目标所在的等弧带，优选的计算公式如下：

式中，GridIndex代表目标所在的等弧带索引值，代表向下取整，其余参数的含义同上。

3、计算等弧带中心对应的相位项，优选的方案如下：

每个等弧带相位中心对应的相位项相同，因此，该相位项对每个等弧带只需计算一次。算法实现过程中，定义一个等弧带中心点对应的相位值数组，该数组中的元素与各个等弧带中心点相位值一一对应；当第一次判断发现某个等弧带中存在点目标时，对该等弧带中心点对应的相位值进行计算，并存放在数组对应位置；通过判断数组中对应的元素是否为零，确定是否需要再次计算该等弧带中心对应相位值。优选的等弧带

中心对应的相位项的计算公式为：

式中，R_gc代表等弧带中心对应的斜距值，其余参数的含义同上。

4、计算可见目标点的相位及幅度补偿项

与该等弧带内的其他可见目标点的相位及幅度补偿项进行叠加；

算法实现过程中，定义一个数组用于存储各个等弧带内各目标点的相位和幅度补偿项。目标点的相位和幅度补偿项的优选计算公式为：

式中，TarAmp为目标幅度，其余参数的含义同上。

则单个目标的冲激响应函数h_单个(t)表示如下

h_单个(t)＝δ(t-Δt·GridIndex)·delta_TarPhiAmp·σ

其中，Δt为冲激响应的采样间隔，σ为目标点的RCS。

5、遍历当前PRT时刻的所有目标点，得到时域冲激响应函数；

重复以上5个步骤，得到当前PRT时刻的冲激响应函数h(t)；

其中，h_k(t)为第k个目标点的冲激响应，K为目标点个数。

6、将时域冲激响应信号进行傅里叶变换，得到频域响应函数H(w)；

H(w)＝fft(t)

发射信号FFT模块：计算得到发射信号的频域信号；将接收的时域发射信号进行FFT处理，得到频域发射信号f_s(t),其计算过程如下所示

F(w)＝fft(s(t))

卷积计算模块：计算发射信号与场景冲激响应函数的卷积，得到基带回波信号r(t)。其优选的计算过程如下所示。

r(t)＝ifft(F(w)·H(w))

其中，fft为逆FFT运算。GPU内回波计算原理如图3所示。

回波信号的相位误差θ_e主要包括进入射频收发系统的射频信号变频误差θ_rf、进入中频调制分系统的中频信号量化误差θ_ad和回波信号相位调制误差θ_tg，由于回波模拟系统为转发式线性系统，在发射信号调制为回波信号过程中要依次叠加上述三种误差，因此回波信号的相位误差θ_e＝θ_rf+θ_ad+θ_tg。在本方法中，基于GPU的回波计算采用了双精度浮点模块进行回波调制计算，能够有效减小数值量化和计算产生的相位误差θ_tg数量值，从而达到减小θ_e的效果，可以实现最终回波精度的进一步提高。

本发明进一步的优选方案为：针对于C波段两通道星载SAR回波模拟的要求进行设计，其中优选卫星工作频点在5GHz，信号带宽300MHz。C波段两通道星载SAR回波模拟器主要包括1个射频收发机箱、1个中频调制机箱和2个回波计算服务器。设备组成如图4所示。

其中，射频收发机箱对两路SAR载荷发出的射频发射信号进行接收，将5GHz中心频率的射频信号进行采集后，送入下变频模块进行低噪声放大和带通滤波，滤除其他频段的干扰信号；同时与下变频模块接收的本振传输来的3.8GHz本振信号混频，然后进行下边带滤波得到1.2GHz中心频率的信号，传输给中频调制机箱。中频调制机箱采用两块宽带ADC采集板和两块DAC播放卡，其中每个ADC采集板具有1个ADC采集接口，1个光纤发送接口；每一块ADC采集板对1.2GHz信号进行采样和数字下变频处理，得到基带发射信号，然后通过光纤接口单元1发送给回波计算服务器。每台回波计算服务器通过光纤接口单元2，接收基带发射信号，然后将接收的数据通过PCI-E总线，开启DMA传输，传输到回波计算服务器内的K40GPU卡；K40 GPU卡首先根据输入的仿真参数，进行目标场景的冲激响应函数计算，然后将冲激响应函数与发射信号进行卷积计算，得到基带回波信号；GPU卡再将计算得到的基带回波数据，开启DMA数据，传输给光纤接口单元2，再由光纤接口单元2发送给中频调制分系统；中频调制分系统的DAC板卡通过光纤接口单元1，接收基带回波计算服务器的基带回波信号；然后，DAC板通过板上的FPGA芯片进行数字上变频和DAC中频播放，得到1.2GHz中心频率的中频回波信号，传输至射频收发分系统的上变频模块；射频收发分系统的两路上变频模块，将1.2GHz中心频率的中频回波信号与本振单元传输来的3.8GHz本振信号进行上混频，得到5GHz的射频回波信号，注入到SAR载荷，完成整个回波模拟工作，进一步提高了回拨模拟的精度。其中各个算法模块在CPU端计算或是在GPU端计算映射关系如图5所示。

以下对基于板卡的传统回波模拟器与本发明基于GPU的回波模拟器成像精度进行了对比。

优选取场景为100*100点阵目标，分别对基于板卡的传统回波模拟器仿真成像结果与基于GPU计算冲激响应的成像结果进行评估。分别取五个目标点(1,50)，(50,1)，(50,50)，(100,50)和(50,100)用评估软件测其几何分辨率、峰值旁瓣比与积分旁瓣比。如表1所示分别给出基于板卡的传统回波模拟器与基于GPU的回波模拟器评估结果。

表1为板卡传统回波模拟器与GPU回波模拟器评估结果表

根据以上仿真结果可以看出，积分旁瓣比的方位向仿真值基于GPU平台的回波模拟器优于基于传统板卡的模拟器。从而基于GPU平台的回波模拟器的成像精度更优。

本发明基于GPU的星载SAR实时回波模拟器可以降低实时回波模拟器的开发难度，提高回波信号生成计算精度，提高对各种体制星载SAR回波模拟的适应能力，且能够基于C++语言进行开发，采用软件化架构设计，具有更好的扩展能力，可以适应后续其他型号设备测试需求，进行成像模式扩展和成像分辨率扩展等需求。

Claims (10)

1.一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，其特征在于包括：射频收发分系统、中频调制分系统和回波计算分系统；

射频收发分系统，接收SAR载荷射频发射信号，同时接收外部送来的参考时钟，射频收发分系统接收到参考时钟后，产生本振信号；根据本振信号和SAR载荷射频发射信号，进行下变频，得到中频发射信号，送至中频调制分系统；将参考时钟也送至中频调制分系统；

中频调制分系统，对射频收发分系统送来的中频发射信号，在定时单元产生的定时脉冲信号的控制下，进行采集后，进行数字下变频处理，得到基带发射信号；经过光纤发送至回波计算分系统；

回波计算分系统根据外部送来的卫星工作模式和轨道信息，实时产生场景响应函数；再从中频调制分系统接收的基带发射信号，将其与场景响应函数进行实时卷积，得到基带回波信号在通过光纤发送给中频调制分系统；

中频调制分系统，接收基带回波信号，在定时脉冲信号的控制下，进行中频播放后，得到中频回波信号，送至射频收发分系统；

射频收发分系统，接收中频回波信号，对其进行上变频后得到射频回波信号，送至SAR载荷，实现了回波信号模拟。

2.根据权利要求1所述的一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，其特征在于：射频收发分系统，包括下变频单元、本振单元和上变频单元；

下变频单元，接收SAR载荷射频发射信号，本振单元接收外部送来的参考时钟，本振单元接收到参考时钟后，产生本振信号；本振单元将本振信号送至下变频单元；下变频单元根据本振信号和SAR载荷射频发射信号，进行下变频，得到中频发射信号，送至中频调制分系统；本振单元将参考时钟也送至中频调制分系统；

射频收发分系统，还能接收中频调制分系统送来的中频回波信号，对其进行上变频后得到射频回波信号，送至SAR载荷。

3.根据权利要求1所述的一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，其特征在于：中频调制分系统，包括中频采集模块、定时单元、光纤发送端1、中频播放模块、光纤接收端2；

定时单元，接收本振单元送来的参考时钟产生定时脉冲信号，送至中频采集模块和中频播放模块；

中频采集模块，对射频收发分系统送来的中频发射信号，在定时脉冲信号的控制下，进行信号采集后，进行数字下变频处理，得到基带发射信号，通过光纤发送端1经过光纤发送至回波计算分系统；

光纤接收端2，能够接收回波计算分系统送来的基带回波信号送至中频播发模块，由中频播发模块在定时脉冲信号的控制下，进行中频播放后，得到中频回波信号，送至射频收发分系统。

4.根据权利要求1所述的一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，其特征在于：回波计算分系统，包括仿真参数计算单元、GPU回波计算单元、光纤接收端1、光纤发送端2；

仿真参数计算单元，根据外部送来的卫星工作模式和轨道信息，实时产生场景响应函数，送至GPU回波计算单元；光纤接收端1从中频调制分系统接收基带发射信号送至GPU回波计算单元，GPU回波计算单元将基带发射信号与场景响应函数进行实时卷积，得到基带回波信号由光纤发送端2通过光纤发送给中频调制分系统。

5.根据权利要求1所述的一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，其特征在于：中频调制分系统，对射频收发分系统送来的中频发射信号，在定时脉冲信号的控制下，进行中频采集和中频播放，具体为：

中频调制分系统接收中频发射信号，在中频采集模块中经A/D转换后进行数字下变频，接收回波计算分系统的回波信号，对回波信号进行调制后经数字上变频、D/A转换后传输给射频分系统。

6.根据权利要求1所述的一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，其特征在于：下变频单元，包括带通滤波器，具体为：射频信号进入下变频模块后，信号经过带通滤波器对信号进行滤波处理，之后与本振信号混频，得到中频信号送入中频调制分系统。

7.根据权利要求1所述的一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，其特征在于：上变频单元，包括带通滤波器，具体为：中频信号进入上变频单元后，信号经过滤波器进行滤波处理，后与本振信号进行混频，得到射频信号，送入射频调制分系统。

8.根据权利要求1所述的一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，其特征在于：本振单元，采用锁相晶振为整机提供基准信号。

9.根据权利要求1所述的一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，其特征在于：根据外部送来的卫星工作模式和轨道信息，实时产生场景响应函数，具体为：

根据卫星工作模式和轨道信息，计算每个时刻卫星天线波束照射的点阵场景区域，计算点阵列场景的冲击响应函数。

10.根据权利要求1所述的一种基于GPU的星载SAR实时回波模拟器，其特征在于：回波计算分系统，实时计算回波信号，具体为：接收中频调制分系统输出的发射激励信号，与冲击响应函数进行卷积计算得到回波信号。