激光信号相干性的提高,已使合成孔径激光雷达技术的实现成为可能,近年来其相干成像技术已成为国内外光学和电子学领域的研究热点。
《合成孔径激光雷达成像技术》共分10章。针对激光信号的特点,阐述了合成孔径激光雷达技术体制作用原理,介绍了宽带信号产生、信号相干性保持和相位误差校正、运动误差补偿和高分辨率成像探测方法以及用于合成孔径激光雷达的非成像衍射光学系统概念,针对对地成像和运动目标成像的不同应用需求,系统地分析了机载、天基、地基合成孔径激光雷达的主要指标、关键技术和实现方案。
《合成孔径激光雷达成像技术》是作者近年来在合成孔径激光雷达成像技术领域的研究工作总结,适合从事激光雷达、激光成像和信号处理等领域的科技人员参考使用,也可以作为高等院校相关专业的教学和研究资料。
高分辨率对地观测系统工程是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》部署的16个重大专项之一,它具有创新引领并形成工程能力的特征,2010年5月开始实施。高分辨率对地观测系统工程实施十年来,成绩斐然,我国已形成全天时、全天候、全球覆盖的对地观测能力,对于引领空间信息与应用技术发展,提升自主创新能力,强化行业应用效能,服务国民经济建设和社会发展,保障国家安全具有重要战略意义。
在高分辨率对地观测系统工程全面建成之际,高分辨率对地观测工程管理办公室、中国科学院高分重大专项管理办公室和国防工业出版社联合组织了《高分辨率对地观测前沿技术》丛书的编著出版工作。丛书见证了我国高分辨率对地观测系统建设发展的光辉历程,极大丰富并促进了我国该领域知识的积累与传承,必将有力推动高分辨率对地观测技术的创新发展。
丛书具有3个特点。一是系统性。丛书整体架构分为系统平台、数据获取、信息处理、运行管控及专项技术5大部分,各分册既体现整体性又各有侧重,有助于从各专业方向上准确理解高分辨率对地观测领域相关的理论方法和工程技术,同时又相互衔接,形成完整体系,有助于提高读者对高分辨率对地观测系统的认识,拓展读者的学术视野。二是创新性。丛书涉及国内外高分辨率对地观测领域基础研究、关键技术攻关和工程研制的全新成果及宝贵经验,吸纳了近年来该领域数百项国内外专利、上千篇学术论文成果,对后续理论研究、科研攻关和技术创新具有指导意义。三是实践性。丛书是在已有专项建设实践成果基础上的创新总结,分册作者均有主持或参与高分专项及其他相关国家重大科技项目的经历,科研功底深厚,实践经验丰富。
丛书5大部分具体内容如下:系统平台部分主要介绍了快响卫星、分布式卫星编队与组网、敏捷卫星、高轨微波成像系统、平流层飞艇等新型对地观测平台和系统的工作原理与设计方法,同时从系统总体角度阐述和归纳了我国卫星遥感的现状及其在6大典型领域的应用模式和方法。数据获取部分主要介绍了新型的星载/机载合成孔径雷达、面阵/线阵测绘相机、低照度可见光相机、成像光谱仪、合成孔径激光成像雷达等载荷的技术体系及发展方向。信息处理部分主要介绍了光学、微波等多源遥感数据处理、信息提取等方面的新技术以及地理空间大数据处理、分析与应用的体系架构和应用案例。运行管控部分主要介绍了系统需求统筹分析、星地任务协同、接收测控等运控技术及卫星智能化任务规划,并对异构多星多任务综合规划等前沿技术进行了深入探讨和展望。专项技术部分主要介绍了平流层飞艇所涉及的能源、囊体结构及材料、推进系统以及位置姿态测量系统等技术,高分辨率光学遥感卫星微振动抑制技术、高分辨率SAR有源阵列天线等技术。
丛书的出版作为建党100周年的一项献礼工程,凝聚了每一位科研和管理工作者的辛勤付出和劳动,见证了十年来专项建设的每一次进展、技术上的每一次突破、应用上的每一次创新。丛书涉及30余个单位,100多位参编人员,自始至终得到了军委机关、国家部委的关怀和支持。在这里,谨向所有关心和支持丛书出版的领导、专家、作者及相关单位表示衷心的感谢!
高分十年,逐梦十载,在全球变化监测、自然资源调查、生态环境保护、智慧城市建设、灾害应急响应、国防安全建设等方面硕果累累。我相信,随着高分辨率对地观测技术的不断进步,以及与其他学科的交叉融合发展,必将涌现出更广阔的应用前景。高分辨率对地观测系统工程将极大地改变人们的生活,为我们创造更加美好的未来!
第1章 概论
1.1 概念与内涵
1.2 国内外研究现状
1.3 技术体制
1.4 工作模式
1.5 本书的内容安排
第2章 机载合成孔径激光雷达关键技术
2.1 研究工作中的主要问题
2.2 机载SAL的关键技术和实现方案
2.2.1 方案设计思路
2.2.2 系统实现方案
2.2.3 主要性能参数分析
2.2.4 技术方案分析
2.3 未来系统参数
2.4 小结
第3章 衍射光学系统和作用距离分析
3.1 光学系统
3.1.1 特点
3.1.2 SAL观测几何和耦合效率
3.1.3 基于馈源相控阵概念实现宽视场接收
3.1.4 衍射光学系统分析
3.2 作用距离和信噪比
3.2.1 作用距离和单脉冲信噪比
3.2.2 相干探测和信号积累
3.3 机载SAL作用距离示例分析
3.3.1 技术体制
3.3.2 主要指标和工作模式
3.3.3 系统参数和分析
3.4 小结
第4章 激光宽带信号波形产生
4.1 激光宽带相位调制信号
4.1.1 相位调制信号的性能分析
4.1.2 相位调制信号的收发和处理
4.1.3 相位调制信号的成像仿真分析
4.2 激光宽带LFM信号
4.2.1 MZ干涉
4.2.2 基于一个DPMZM的激光LFM信号产生
4.2.3 基于两个DPMZM的激光三倍频LFM信号产生
4.2.4 激光LFM信号非线性校正
4.3 小结
第5章 激光雷达信号相干性分析与保持
5.1 激光信号模型及相干性分析
5.1.1 模型及参数
5.1.2 相干性测试方法
5.1.3 实验结果和仿真结果的比对验证
5.2 本振信号相干性对成像分辨率的影响
5.2.1 理论分析
5.2.2 仿真验证
5.3 基于本振数字延时的相干性保持方法
5.3.1 本振信号相位误差估计
5.3.2 本振数字延时处理
……
第6章 平台振动误差估计和处理
第7章 天基合成孔径激光雷达系统
第8章 地基逆合成孔径激光雷达成像处理
第9章 GEO目标合成孔径激光成像系统
第10章 合成孔径激光雷达拓展应用
参考文献