空间射频信息获取新技术丛书 合成孔径雷达成像 作者:(法)马森耐特,(法)索里斯 著出版时间:2015年版内容简介 内容简介本书由法国国家空间研究中心的两位专家合著而成,全面探讨了合成孔径雷达(SAR)成像技术。全书共五章,第1章涵盖了涉及电磁学、 信号处理和图像处理等学科的雷达成像理论基础; 第2章从几何学角度对SAR的核心技术雷达信号处理进行了通俗的论述; 第3章考虑到图像辐射特性和雷达系统特点,从SAR系统设计到图像质量,详尽论述了雷达图像的几何特性和辐射特性之间的关系; 第4章讨论SAR干涉基本原理和利用干涉图像提取地形信息及目标移动信息的应用方法; 第5章全面描述目标散射特性的SAR极化学基本原理。全书最实用的特点是从几何学角度研究雷达成像,使成像结果具有更广阔的应用性。目录目 录第1章 SAR成像的必备理论工具1.1 电磁波的传播与极化1.1.1 麦克斯韦方程组1.1.2 电磁波极化1.1.3 部分极化波1.1.4 附加内容: SU(2)?O+(3)的同态代数方法1.2 微波天线的电磁辐射1.2.1 简介1.2.2 电磁辐射方程1.2.3 电磁辐射方程的求解1.2.4 天线方向图、 方向性系数和增益1.2.5 平面天线的辐射1.2.6 天线阵列1.2.7 合成孔径雷达天线技术1.3 波和自然表面的相互作用――雷达测量的物理基础1.3.1 简介1.3.2 表面散射1.3.3 体散射1.3.4 电磁波的穿透特性1.3.5 倾斜对散射测量的影响1.4 信号处理的内容: 傅里叶变换和采样定理1.4.1 简介1.4.2 实周期函数的傅里叶级数1.4.3 傅里叶变换1.4.4 傅里叶变换(FT)的性质1.4.5 标准函数的傅里叶变换1.4.6 实信号采样1.4.7 采样定理(香农定理)1.4.8 快速傅里叶变换(FFT)算法1.4.9 二维傅里叶变换参考文献第2章 SAR信号处理: SAR核心技术2.1 简介2.2 合成孔径雷达基本原理2.2.1 一种新颖的对地观测手段2.2.2 距离向分辨2.2.3 三个基本的雷达频率2.2.4 合成孔径的直观几何学理解2.2.5 合成孔径解析几何模型2.3 频域表示法2.3.1 在频域表示的相位分布2.3.2 非零多普勒中心2.3.3 多普勒中心估计2.3.4 平均多普勒(多普勒中心)估计2.3.5 归一化多普勒中心估计(整数部分)2.3.6 距离徙动2.3.7 距离向处理2.3.8 饱和效应2.3.9 干扰影响2.3.10雷达走停近似2.4 SAR聚焦算法2.4.1 通用的预处理步骤――距离压缩2.4.2 时域处理2.4.3 距离多普勒(“经典”)算法2.4.4 一种可选的技术――Ωk处理器2.4.5 细微形变――chirp scaling2.4.6 PRISME算法――一种多级处理技术2.4.7 非聚焦处理――一种特殊情况2.4.8 非聚焦处理技术的一个实用例子2.4.9 另一种特殊情况――去斜处理2.4.10没有近似的处理技术2.5 系统约束条件2.5.1 雷达系统设计2.5.2 时序约束2.5.3 不同类型的雷达数据2.5.4 欺骗自然规律的诀窍2.6 几何特性2.6.1 关于距离对图像影响的实例2.6.2 几何位置方程2.6.3 垂直雷达摄影测量2.6.4 雷达摄影测量和干涉技术2.6.5 倾斜雷达摄影测量2.6.6 雷达测角2.7 超分辨率技术简介2.8 双基雷达数据处理和几何特征2.8.1 直达波2.8.2 三角分辨率参考文献第3章 从SAR设计到图像质量3.1 简介3.2 点目标的雷达方程和雷达散射截面积(RCS)3.2.1 损耗因素3.3 分布目标的雷达特征――后向散射系数σ03.4 SAR合成处理之前雷达目标链路的信噪比(SNR)3.5 SAR合成处理过程中信噪比的变化3.5.1 点目标3.5.2 分布目标3.6 雷达设备噪声等效后向散射系数σ0(NEσ0inst)3.6.1 提高分辨率的能量代价3.7 图像模糊度对NEσ0inst的影响――总图像噪声(NEσ0tot)3.7.1 距离模糊3.7.2 方位模糊3.7.3 距离和方位模糊的结合考虑3.7.4 总NEσ0(NEσ0tot)3.8 平台产生的数据量3.9 传输数据率3.9.1 信源编码3.10 定标和相应的图像质量要求3.10.1 内定标3.10.2 外定标3.10.3 定标需求和期望的科学成果3.11 斑点噪声和图像统计特性3.11.1 物理来源3.11.2 完全形成的斑点的统计特性3.11.3 斑点噪声: 乘性特征与建模3.11.4 纹理效应3.11.5 多视图像中的斑点噪声3.11.6 相干斑抑制滤波器3.12 脉冲响应(IR)3.12.1 距离脉冲响应(RIR)3.12.2 方位脉冲响应(AIR)3.12.3 复图像频谱, ISLR, PSLR, 加权的作用3.13 图像质量的辐射要素3.13.1 估计和分析NEσ0tot3.13.2 模糊度估计3.13.3 辐射分辨率3.14 图像质量的几何要素3.14.1 空间分辨率和像素尺寸3.14.2 几何失真3.14.3 图像定位3.15 雷达图像解译3.15.1 数据描述3.15.2 多普勒频谱评估3.15.3 平台位置3.15.4 饱和效应3.15.5 方向性效应3.15.6 能否仅从图像完全描述雷达设备的特征参考文献第4章 SAR干涉测量技术4.1 SAR干涉测量原理和局限性4.1.1 SAR的特殊应用4.1.2 干涉测量技术发展简史4.1.3 干涉技术及SAR图像的物理特性4.1.4 SAR图像的相位差4.1.5 干涉测量中相位信息的鲁棒性4.1.6 几何和表面变化引起的局限性4.1.7 排除系统因素4.2 干涉处理步骤4.2.1 SAR图像配准4.2.2 计算图像间的相位差4.2.3 最后一步处理4.3 干涉测量在地形方面的应用4.3.1 公式和允许误差4.3.2 消除测量模糊4.4 干涉在地表形变测量中的应用4.4.1 公式和允许误差4.4.2 应用实例4.5 地形坡度对干涉测量的影响4.5.1 斜面效应的频域解译4.6 结果分析4.6.1 不同分布的典型信号4.6.2 改进方法4.6.3 实际应用中的干涉测量解译4.7 可用性和任务展望4.7.1 SAR存档数据的可利用性4.7.2 处理资源的可用性4.7.3 数据选取原则4.7.4 未来专用空间任务的可能性4.8 干涉与其他方法的比较4.8.1 与光学立体成像技术进行地形测绘的比较4.8.2 与GPS在位移测量方面的比较4.9 模糊状态下相干处理的鲁棒性4.10 永久散射体参考文献第5章 极化SAR: 最大限度获取目标的特征信息5.1 简介5.2 雷达极化: 基本原理5.2.1 时序分析――对系统设计的影响5.3 散射矩阵5.3.1 单基特性――后向散射矩阵5.3.2 目标向量5.4 后向散射的标准模式5.4.1 奇次(单次, 三次)散射5.4.2 偶次(双次)散射5.4.3 衍射或偶极子机制5.5 极化合成5.5.1 极化特征图5.6 特征极化和欧拉参数5.6.1 Huynen叉5.7 极化测量的相干分解5.7.1 标准模型分解――Pauli矩阵组5.7.2 代数分解――Cameron方法5.8 去极化的情况5.8.1 Stokes模型和Mueller矩阵5.9 协方差矩阵和相干矩阵5.9.1 协方差矩阵5.9.2 相干矩阵5.10 极化测量的非相干分解5.10.1 分解为极化状态――Huynen方法5.10.2 分解为标准机制――Freeman方法5.10.3 代数分解――(H,α)法5.11 极化分析实例5.11.1 辐射分析5.11.2 熵的分析5.11.3 平均后向散射机制5.12 极化信息概述5.13 未来简缩极化系统5.13.1 另一个思路―― 简缩极化和u/4模式5.14 极化和干涉的融合――极化干涉SAR5.14.1 干涉相干最优5.14.2 植被高度反演的应用5.14.3 极化干涉SAR扩展5.15 结论参考文献 上一篇: 空间信息检索系统中的语义本体技术 孙胜涛 著 2016年版 下一篇: 空间射频信息获取新技术丛书 天基雷达理论与应用 [美] S. Unnikrishna Pillai(S.乌尼克里希那