Traitement STAP pratique face à un environnement réel etimplantation sur plateforme GPU

Degurse J-F.1,2, Savy L.1, Molinié J-P.1, Marcos S.2

1ONERA, DEMR, Palaiseau, France 2L2S Supéléc, Gif-sur-Yvette, France

Radar à antenne activeRadar à antenne activeRadar classique: Balayage mécanique

Radar à antenne active: Balayage électronique

Émission/réception décentralisées

modules actifs dans l’antenne

Avantages Fiabilité & maintenance

Agilité du faisceau

Multi-voies : traitements avancés sur les signaux possibles

Traitements STAP

ContexteContexte

Détection de cibles en présence de brouilleurs et de forts échos de sol

Traitements adaptatifs spatio-temporelsTraitements adaptatifs spatio-temporelsLe fouillis : Échos rétrodiffusés par le sol étalés en Doppler Empêche la détection directe et masque les cibles lentes

Problématique de la charge de calcul : le GPUProblématique de la charge de calcul : le GPU

Zone aveugle Cibles

Objectifs

Charge calculatoire des traitements STAP

(Nombre de Giga opérations flottantes complexes / seconde)

Nombre de voies

Mode actuel Mode futur

Calcul des poids pour chaque case distance

Calcul des poids pour chaque case distance

8 voies 12 Gflops 70 Gflops

10 voies 25 Gflops 140 Gflops

12 voies 40 Gflops 230 Gflops

Contrainte

Volume de calcul très important pour le STAP

Processeurs GPU

• Puissance de calcul impressionnante à coût et encombrement réduits

• Nécessité de concevoir des algorithmes parallélisables à bas niveau

Difficultés

[1] L. Savy, F. Le Chevalier, Traitements spatio-temporels adaptatifs en radar, Revue Techniques de l’ingénieur, 10 février 2009, Ref. TE6710.

[2] J. Ward, Space-Time Adaptive Processing for Airborne Radar, Technical Report 1015, Lincoln Laboratory, Massachusetts Institute of Technology

Éliminer le fouillis

Détecter les cibles lentes

Localiser précisément les cibles

Un GPU de nouvelle génération comme le GF100 (ci-dessus) permet d’atteindre des puissances de l’ordre du

TeraFLOPSHiérarchie de la programmation sur GPU

12

3 4

56

7 8

12

3 4

56

7 8

Exemple d’antenne active: l’antenne AMSAR

Hétérogénéité fouillis

sin2V

dF

sin()

Fréquence Doppler

Filtrage Doppler

Cible lente Endo clutter

Cible Rapide Exo clutter

Filtrage Spatial

(Antenne)

STAP

Filtrage Spatio-temporel

Un filtre spatial par case Doppler

Nécessité de sous-réseaux

BROUILLAGE

Interaction radar 2

Cible

Lobes secondaires

Lobe principal

Sol illuminé par le lobe principal

BROUILLAGE

ObjectifEffectuer les traitements STAP en temps réel

Fouillis hétérogène en distance et/ou grande densité de cibles :

Quelle procédure pour l’estimation de la matrice de covariance?

Représentativité des cases distances/Doppler voisines?