激光信號相干性的提高,已使合成孔徑激光雷達技術的實現(xiàn)成為可能,近年來其相干成像技術已成為國內(nèi)外光學和電子學領域的研究熱點。
《合成孔徑激光雷達成像技術》共分10章。針對激光信號的特點,闡述了合成孔徑激光雷達技術體制作用原理,介紹了寬帶信號產(chǎn)生、信號相干性保持和相位誤差校正、運動誤差補償和高分辨率成像探測方法以及用于合成孔徑激光雷達的非成像衍射光學系統(tǒng)概念,針對對地成像和運動目標成像的不同應用需求,系統(tǒng)地分析了機載、天基、地基合成孔徑激光雷達的主要指標、關鍵技術和實現(xiàn)方案。
《合成孔徑激光雷達成像技術》是作者近年來在合成孔徑激光雷達成像技術領域的研究工作總結,適合從事激光雷達、激光成像和信號處理等領域的科技人員參考使用,也可以作為高等院校相關專業(yè)的教學和研究資料。
高分辨率對地觀測系統(tǒng)工程是《國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)》部署的16個重大專項之一,它具有創(chuàng)新引領并形成工程能力的特征,2010年5月開始實施。高分辨率對地觀測系統(tǒng)工程實施十年來,成績斐然,我國已形成全天時、全天候、全球覆蓋的對地觀測能力,對于引領空間信息與應用技術發(fā)展,提升自主創(chuàng)新能力,強化行業(yè)應用效能,服務國民經(jīng)濟建設和社會發(fā)展,保障國家安全具有重要戰(zhàn)略意義。
在高分辨率對地觀測系統(tǒng)工程全面建成之際,高分辨率對地觀測工程管理辦公室、中國科學院高分重大專項管理辦公室和國防工業(yè)出版社聯(lián)合組織了《高分辨率對地觀測前沿技術》叢書的編著出版工作。叢書見證了我國高分辨率對地觀測系統(tǒng)建設發(fā)展的光輝歷程,極大豐富并促進了我國該領域知識的積累與傳承,必將有力推動高分辨率對地觀測技術的創(chuàng)新發(fā)展。
叢書具有3個特點。一是系統(tǒng)性。叢書整體架構分為系統(tǒng)平臺、數(shù)據(jù)獲取、信息處理、運行管控及專項技術5大部分,各分冊既體現(xiàn)整體性又各有側重,有助于從各專業(yè)方向上準確理解高分辨率對地觀測領域相關的理論方法和工程技術,同時又相互銜接,形成完整體系,有助于提高讀者對高分辨率對地觀測系統(tǒng)的認識,拓展讀者的學術視野。二是創(chuàng)新性。叢書涉及國內(nèi)外高分辨率對地觀測領域基礎研究、關鍵技術攻關和工程研制的全新成果及寶貴經(jīng)驗,吸納了近年來該領域數(shù)百項國內(nèi)外專利、上千篇學術論文成果,對后續(xù)理論研究、科研攻關和技術創(chuàng)新具有指導意義。三是實踐性。叢書是在已有專項建設實踐成果基礎上的創(chuàng)新總結,分冊作者均有主持或參與高分專項及其他相關國家重大科技項目的經(jīng)歷,科研功底深厚,實踐經(jīng)驗豐富。
叢書5大部分具體內(nèi)容如下:系統(tǒng)平臺部分主要介紹了快響衛(wèi)星、分布式衛(wèi)星編隊與組網(wǎng)、敏捷衛(wèi)星、高軌微波成像系統(tǒng)、平流層飛艇等新型對地觀測平臺和系統(tǒng)的工作原理與設計方法,同時從系統(tǒng)總體角度闡述和歸納了我國衛(wèi)星遙感的現(xiàn)狀及其在6大典型領域的應用模式和方法。數(shù)據(jù)獲取部分主要介紹了新型的星載/機載合成孔徑雷達、面陣/線陣測繪相機、低照度可見光相機、成像光譜儀、合成孔徑激光成像雷達等載荷的技術體系及發(fā)展方向。信息處理部分主要介紹了光學、微波等多源遙感數(shù)據(jù)處理、信息提取等方面的新技術以及地理空間大數(shù)據(jù)處理、分析與應用的體系架構和應用案例。運行管控部分主要介紹了系統(tǒng)需求統(tǒng)籌分析、星地任務協(xié)同、接收測控等運控技術及衛(wèi)星智能化任務規(guī)劃,并對異構多星多任務綜合規(guī)劃等前沿技術進行了深入探討和展望。專項技術部分主要介紹了平流層飛艇所涉及的能源、囊體結構及材料、推進系統(tǒng)以及位置姿態(tài)測量系統(tǒng)等技術,高分辨率光學遙感衛(wèi)星微振動抑制技術、高分辨率SAR有源陣列天線等技術。
叢書的出版作為建黨100周年的一項獻禮工程,凝聚了每一位科研和管理工作者的辛勤付出和勞動,見證了十年來專項建設的每一次進展、技術上的每一次突破、應用上的每一次創(chuàng)新。叢書涉及30余個單位,100多位參編人員,自始至終得到了軍委機關、國家部委的關懷和支持。在這里,謹向所有關心和支持叢書出版的領導、專家、作者及相關單位表示衷心的感謝!
高分十年,逐夢十載,在全球變化監(jiān)測、自然資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境保護、智慧城市建設、災害應急響應、國防安全建設等方面碩果累累。我相信,隨著高分辨率對地觀測技術的不斷進步,以及與其他學科的交叉融合發(fā)展,必將涌現(xiàn)出更廣闊的應用前景。高分辨率對地觀測系統(tǒng)工程將極大地改變?nèi)藗兊纳,為我們?chuàng)造更加美好的未來!
第1章 概論
1.1 概念與內(nèi)涵
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 技術體制
1.4 工作模式
1.5 本書的內(nèi)容安排
第2章 機載合成孔徑激光雷達關鍵技術
2.1 研究工作中的主要問題
2.2 機載SAL的關鍵技術和實現(xiàn)方案
2.2.1 方案設計思路
2.2.2 系統(tǒng)實現(xiàn)方案
2.2.3 主要性能參數(shù)分析
2.2.4 技術方案分析
2.3 未來系統(tǒng)參數(shù)
2.4 小結
第3章 衍射光學系統(tǒng)和作用距離分析
3.1 光學系統(tǒng)
3.1.1 特點
3.1.2 SAL觀測幾何和耦合效率
3.1.3 基于饋源相控陣概念實現(xiàn)寬視場接收
3.1.4 衍射光學系統(tǒng)分析
3.2 作用距離和信噪比
3.2.1 作用距離和單脈沖信噪比
3.2.2 相干探測和信號積累
3.3 機載SAL作用距離示例分析
3.3.1 技術體制
3.3.2 主要指標和工作模式
3.3.3 系統(tǒng)參數(shù)和分析
3.4 小結
第4章 激光寬帶信號波形產(chǎn)生
4.1 激光寬帶相位調(diào)制信號
4.1.1 相位調(diào)制信號的性能分析
4.1.2 相位調(diào)制信號的收發(fā)和處理
4.1.3 相位調(diào)制信號的成像仿真分析
4.2 激光寬帶LFM信號
4.2.1 MZ干涉
4.2.2 基于一個DPMZM的激光LFM信號產(chǎn)生
4.2.3 基于兩個DPMZM的激光三倍頻LFM信號產(chǎn)生
4.2.4 激光LFM信號非線性校正
4.3 小結
第5章 激光雷達信號相干性分析與保持
5.1 激光信號模型及相干性分析
5.1.1 模型及參數(shù)
5.1.2 相干性測試方法
5.1.3 實驗結果和仿真結果的比對驗證
5.2 本振信號相干性對成像分辨率的影響
5.2.1 理論分析
5.2.2 仿真驗證
5.3 基于本振數(shù)字延時的相干性保持方法
5.3.1 本振信號相位誤差估計
5.3.2 本振數(shù)字延時處理
……
第6章 平臺振動誤差估計和處理
第7章 天基合成孔徑激光雷達系統(tǒng)
第8章 地基逆合成孔徑激光雷達成像處理
第9章 GEO目標合成孔徑激光成像系統(tǒng)
第10章 合成孔徑激光雷達拓展應用
參考文獻