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李兴广等著 著

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• 雷达系统
• 新体制SAR
• 微波遥感
• 图像处理
• 雷达信号
• 目标检测
• 高分辨率成像

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出版社： 东南大学出版社

ISBN：9787564170042

商品编码：14663489300

出版时间：2016-12-01

作  者:李兴广 等 著 定  价:42 出 版 社:东南大学出版社 出版日期:2016年12月01日 页  数:183 装  帧:平装 ISBN:9787564170042 ●1新体制SAR的研究背景和意义
●1.1SAR研究热点和难点
●1.1.1新体制SAR论证
●1.1.2新体制和特殊应用条件下的成像
●1.1.3SAR图像处理
●1.1.4运动目标检测与成像
●1.1.51SAR运动补偿与成像
●1.1.6SAR的干扰和抗干扰
●1.2新体制SAR的发展
●2传统SAR原理及成像算法
●2.1SAR成像原理
●2.2SAR回波信号模型
●2.3RD算法原理
●2.3.1RD算法的距离向处理
●2.3.2距离徙动校正处理
●2.3.3RD算法的方位向处理
●2.4SPECAN算法原理
●2.4.1Dechirp处理和频谱分析方法
●2.4.2SPECAN算法的方位向处理
●2.5CS算法原理
●部分目录

内容简介

新体制SAR成像系统是SAR发展的重要方向，本书重点介绍了两种新体制SAR：星载MIMO SAR和机载前视SAR系统，阐述了这两种SAR系统的基本原理、组成部分及成像算法。内容力求实用、优选、通用和完整。全书共分七章，靠前章概论，第二章传统SAR原理和成像算法，第三章星载多通道SAR成像系统，第四章星载混合相控阵MIMO SAR成像系统，第五章基于星载HPMSAR的二维DBF处理技术，第六章星载HPMSAR的多通道混合信号处理技术，第七章机载前视SAR成像系统及算法。

《天眼之下：合成孔径雷达的奥秘与应用》 一、 引言：穿越电磁波的迷雾，探寻隐匿的真实 自古以来，人类就从未停止过对未知世界的探索。从仰望星空到潜入深海，我们不断拓展认知的边界。然而，可见光有着其固有的局限性，阴雨、黑夜、迷雾、伪装，都可能遮蔽我们观察的眼睛。在这样的背景下，一门能够“看透”这些障碍，从遥远的太空或高空绘制出地面详细景象的技术应运而生，它便是——合成孔径雷达（SAR）。 SAR，这项源于军事侦察需求，却早已超越军事范畴，深刻改变我们认知地球、理解宇宙的革命性技术，它犹如一双“天眼”，在电磁波的海洋中穿梭，捕捉着地表物体反射的微弱信号，并将其转化为清晰的二维甚至三维图像。本书《天眼之下：合成孔径雷达的奥秘与应用》旨在为读者揭开SAR技术的神秘面纱，深入浅出地剖析其工作原理、关键技术、以及在各个领域的广泛应用。我们并非直接探讨“新体制SAR系统及其信号处理”这一特定领域的最新发展，而是从SAR技术的基础理论出发，构建一个更宏观、更全面的知识体系，让您领略这项技术本身的魅力与力量，并深刻理解其所蕴含的科学精神与工程智慧。 二、 SAR的诞生与发展：从概念到现实的飞跃 SAR并非凭空出现，它的发展历程是一部充满智慧与挑战的奋斗史。理解SAR，首先要理解它与传统雷达的根本区别。传统雷达通常使用单个天线，通过发射和接收电磁波来探测目标。然而，为了获得高分辨率的图像，传统雷达需要一个非常巨大的天线，这在实际应用中往往难以实现。SAR的出现，巧妙地解决了这一矛盾。 SAR的核心思想在于“合成”。它利用平台（如飞机或卫星）在飞行过程中，通过移动一根相对较小的真实天线，来模拟出一个巨大的“虚拟”天线。这个虚拟天线的长度，即“孔径”，就是平台在采集数据过程中行进的距离。通过对不同位置接收到的回波信号进行精密的相干处理，SAR系统就能够“合成”出一个分辨率极高的图像，其分辨率与虚拟孔径的长度成正比，而与雷达的工作波长和距离无关。 本书将带您回顾SAR技术从早期理论构想到实验室验证，再到实际应用于军事侦察、科学研究的完整历程。我们将探讨影响SAR分辨率的关键因素，如工作频率、平台速度、以及合成孔径的长度，并介绍不同类型的SAR系统，如单通道SAR、双通道SAR（用于干涉测量）和多通道SAR（用于极化测量）等，理解它们各自的优势与适用场景。 三、 SAR成像的科学原理：电磁波与目标的对话 SAR成像的本质，是一场精妙的“电磁波与目标的对话”。雷达发射电磁波，这些电磁波与地表上的万物发生相互作用，产生散射、反射、衰减等现象。SAR系统捕捉到的，正是这些被物体调制过的回波信号。 本书将详细阐述SAR成像的核心科学原理。我们将从电磁波的传播特性入手，讲解微波与地物相互作用的机理，包括介电常数、散射截面等关键概念。然后，我们将深入剖析SAR数据采集的过程，包括信号的发射、目标的回波、以及接收机的采样。 SAR成像最关键的环节在于信号处理。由于平台运动以及目标在距离和方位上的差异，回波信号会呈现出复杂的相位和幅度变化。本书将详细介绍SAR成像的几种经典算法，如距离徙动（Range Migration）算法、Chirp压缩（Chirp Compression）算法、多普勒处理（Doppler Processing）等。这些算法是SAR图像能够“聚焦”并呈现清晰细节的关键。我们将用清晰的图示和简洁的语言，解释这些算法如何通过精确的时域或频域分析，补偿由于平台运动和目标位置差异带来的相位误差，从而将模糊的回波数据转化为高分辨率的SAR图像。 四、 SAR信号处理的挑战与技术：从原始数据到信息宝藏 SAR信号处理是SAR系统实现高分辨率成像的关键，也是技术难度最大的环节之一。原始的SAR回波数据，看似杂乱无章，实则蕴含着丰富的地物信息。如何从中提取出这些信息，是SAR信号处理的核心任务。 本书将深入探讨SAR信号处理的方方面面。我们将首先介绍SAR数据采集的特点，例如多普勒频率的变化、距离徙动现象等，这些都是SAR成像必须克服的挑战。接着，我们将详细讲解SAR图像形成的数学模型，以及各种成像算法的推导过程，包括： 距离徙动校正： 解释为什么在地物目标回波的距离上会产生“徙动”，以及如何通过傅里叶变换等数学工具进行精确的补偿。 方位压缩： 深入分析多普勒频率在方位向的编码作用，以及如何利用匹配滤波或步进频率等技术，将模糊的方位信息压缩成清晰的图像。 地形相位失真校正： 探讨地形起伏对SAR成像造成的影响，以及如何利用数字高程模型（DEM）或双星干涉等技术进行校正。 杂波抑制与目标检测： 介绍用于区分地物回波和杂波的滤波技术，以及用于识别特定目标的信号处理方法。 除了基本的成像处理，本书还将介绍一些高级的SAR信号处理技术，例如： 极化SAR（PolSAR）信号处理： 解释极化信息如何反映地物的结构和材质，以及如何通过处理不同极化通道的回波来提取更丰富的地物特征。 干涉SAR（InSAR）信号处理： 阐述利用两幅或多幅SAR图像的相位信息，实现地表形变监测（如地震、火山活动、滑坡）、地形测绘以及地物高度测量。 动目标检测（MTD）与目标识别： 介绍如何从SAR图像中识别和跟踪移动目标，以及利用先进的机器学习方法进行目标分类和识别。 五、 SAR的应用领域：全天候、全时域的地球观测 SAR的出现，彻底改变了我们对地球的观测方式。它不受昼夜、天气条件的影响，能够提供高分辨率、大范围的地理信息，因此在众多领域展现出强大的应用潜力。 本书将全面展示SAR技术在以下关键领域的广泛应用： 地球科学与环境监测： 地表形变监测： 利用InSAR技术精确测量地壳形变，预测地震风险，监测火山活动，评估滑坡灾害。 冰川与极地研究： 监测冰川动态，研究海冰变化，为气候变化研究提供重要数据。 水文监测： 绘制洪水淹没范围，监测地下水位变化，研究土壤湿度。 植被监测与农业： 评估作物长势，监测森林覆盖率，研究土地利用变化。 地质勘探： 辅助地质构造研究，寻找矿产资源。 城市规划与管理： 城市扩张监测： 跟踪城市建成区的变化，为城市规划提供依据。 基础设施监测： 监测桥梁、道路、大坝等基础设施的形变与损毁。 灾害应急响应： 在地震、洪水、台风等灾害发生后，快速绘制灾区影像，评估灾情，指导救援。 海洋学与航海： 海冰监测： 为船舶航行提供海冰预警，保障航运安全。 海洋溢油监测： 及时发现和追踪海上石油泄漏，进行环境治理。 海岸线变化监测： 研究海岸侵蚀与淤积。 军事与安全： 侦察与监视： 全天候、穿透云层对目标区域进行侦察，识别军事目标。 目标识别与追踪： 监测地面移动目标，进行军事态势感知。 其他新兴应用： 考古学： 穿透地表探测埋藏的遗迹。 林业管理： 评估森林资源，监测森林火灾。 灾害保险： 为灾害风险评估和保险理赔提供数据支持。 本书将通过丰富的案例分析，展示SAR图像如何转化为具体的决策依据，如何帮助我们更好地理解和管理我们的星球。 六、 展望未来：SAR技术的无限可能 SAR技术的发展从未止步，随着科技的进步，未来的SAR系统将更加智能、更加高效。本书将在结尾部分，对SAR技术的未来发展趋势进行展望。 我们将探讨诸如： 更高分辨率的成像技术： 如分布式SAR、运动补偿技术的进一步提升。 更丰富的信号处理能力： 如人工智能在SAR数据解译中的应用，目标自动识别能力的增强。 新型SAR传感器： 如超宽带SAR、连续波SAR等，以及它们带来的新机遇。 SAR与多源数据融合： 如何将SAR数据与光学遥感、激光雷达等其他数据融合，实现更全面的地球观测。 SAR在深空探测中的应用： SAR技术在行星表面成像、探测地下水等方面的潜力。 七、 结语：开启你的SAR探索之旅 《天眼之下：合成孔径雷达的奥秘与应用》不仅仅是一本书，它是一扇通往全新认知世界的窗户。通过本书，您将能够深入理解SAR技术的核心原理，掌握其信号处理的关键方法，并洞悉其在现实世界中的巨大价值。无论您是雷达工程领域的初学者，还是对地球科学、遥感技术充满好奇的探索者，亦或是希望利用先进技术解决实际问题的专业人士，本书都将是您不可多得的宝贵资源。 现在，让我们一同踏上这场穿越电磁波迷雾的奇妙旅程，去发现那些隐藏在“天眼之下”的真实与奥秘。

评分☆☆☆☆☆

这本书的出现，无疑为我国在SAR（合成孔径雷达）领域的研究和应用注入了一股新的力量。我之前对SAR技术一直保持着浓厚的兴趣，但总觉得市面上的一些书籍要么过于理论化，要么又不够深入，难以触及核心。直到我接触到《新体制SAR系统及其信号处理》，才真正感受到了那种“醍醐灌顶”的惊喜。书中对“新体制”的解读，在我看来，并非简单的技术迭代，而是对SAR系统从原理到实现的全新认知和突破。作者在开篇就清晰地阐述了新体制SAR系统相较于传统系统的优势，并从其独特的体制设计出发，深入剖析了由此带来的信号特性变化。我尤其欣赏书中对各种新型SAR体制，如MIMO SAR、分布式SAR等的详细介绍，不仅梳理了它们各自的设计理念和技术难点，还巧妙地将理论与实际应用场景相结合，让我在理解复杂概念的同时，也能想象到它们在实际任务中的应用前景。例如，在介绍MIMO SAR时，书中并没有仅仅停留在数学模型的推导，而是通过实际案例，生动地展示了其在提高成像分辨率和灵活性方面的巨大潜力。这种既有深度又有广度的讲解方式，非常适合我这样希望在理论研究和实际工程之间找到平衡的读者。

评分☆☆☆☆☆

这本书最吸引我的地方在于其“新体制”这个前瞻性的视角。我之前接触过的SAR书籍，多半聚焦于传统的一发一收系统，对于一些新兴的、具有颠覆性意义的SAR体制的介绍相对有限。而《新体制SAR系统及其信号处理》则在这方面做得相当出色。书中对不同“新体制”SAR系统的分类、设计思路以及由此带来的信号处理挑战进行了系统性的梳理。我尤其对书中关于分布式SAR（DSAR）和非线性SAR（NLSAR）的章节印象深刻。作者在描述DSAR时，不仅仅是简单地介绍其协同工作的原理，更是深入探讨了不同子系统间的时间同步、频率补偿等关键技术难题，以及如何在这些挑战下实现高分辨率的成像。对于NLSAR，书中则详细阐述了其克服常规SAR成像限制的独特之处，以及在信号处理阶段如何针对其非线性特性进行精确的解译和重建。这种对前沿技术细节的挖掘和呈现，让我感受到了作者在该领域深厚的积累和敏锐的洞察力。对于希望紧跟SAR技术发展步伐，了解未来发展趋势的读者来说，这本书绝对是开启新视野的金钥匙。

评分☆☆☆☆☆

阅读《新体制SAR系统及其信号处理》的过程，我体验到了一种由浅入深的循序渐进的学习体验。作者在内容编排上，充分考虑了不同层次读者的需求。对于SAR领域的新手，书中从最基础的SAR成像原理讲起，逐步深入到新体制SAR系统的概念和特点，让读者能够建立起扎实的理论基础。随后，作者又将重点放在了新体制SAR系统的关键技术，特别是信号处理方面。这里的讲解，既有对核心算法的深入剖析，也有对算法实现细节的细致说明，能够满足进阶读者的需求。让我欣喜的是，作者在处理复杂数学公式时，并没有让它们显得晦涩难懂，而是通过清晰的逻辑推理和生动的图示，让复杂的原理变得易于理解。在一些关键的章节，作者还会适时地穿插一些业界最新的研究成果和发展趋势，让读者能够及时了解该领域的最新动态。这种兼顾理论深度与实践导向，同时又考虑到不同读者群体的知识背景和学习需求的书籍，实属难得。

评分☆☆☆☆☆

这本书的价值，在我看来，不仅仅体现在其理论的深度，更在于其在实践层面的指导意义。我一直觉得，再好的理论，如果不能落地，最终也只是空中楼阁。《新体制SAR系统及其信号处理》这本书，恰恰在这方面给了我极大的启发。书中并非孤立地介绍各种信号处理算法，而是将它们置于新体制SAR系统的具体应用场景中进行讨论。例如，在探讨高分辨率成像算法时，作者会结合具体的SAR系统体制（如条带模式、聚束模式等）以及不同的应用需求（如地物细节成像、目标识别等），详细分析各种算法的适用性、优缺点以及实现复杂度。此外，书中还对SAR系统中的一些实际工程问题，如数据采集、系统校准、噪声抑制等，给出了切实可行的解决方案。我特别欣赏书中提供的仿真实例和实验数据分析，这些内容能够帮助我更直观地理解算法的性能表现，并从中学习到如何进行有效的参数选择和系统设计。对于正在从事SAR系统研发或应用工作的工程师来说，这本书提供的宝贵经验和实操指导，其价值是无法估量的。

评分☆☆☆☆☆

说实话，起初拿到《新体制SAR系统及其信号处理》这本书时，我抱持着一种谨慎的观望态度。SAR领域的技术发展日新月异，新概念、新方法层出不穷，很多时候，市面上充斥着一些“跟风”之作，缺乏真正原创性的洞察。然而，在翻阅了这本书的部分章节后，我的疑虑立刻烟消云散，取而代之的是一种被深深吸引的感觉。作者在信号处理部分的阐述，堪称是教科书级别的精炼和深刻。针对新体制SAR系统所特有的信号模型，书中系统性地介绍了多种先进的信号处理算法，包括但不限于杂波抑制、动目标显示（MTD）、距离徙动校正（RCMC）以及各种高分辨率成像算法。尤其让我印象深刻的是，作者对算法的推导过程清晰严谨，公式的出现并非随意堆砌，而是紧密围绕着物理原理和信号特性展开。在介绍复杂场景下的成像问题时，书中能够巧妙地运用数学工具，将抽象的理论转化为可操作的算法，并详细讨论了算法的性能评估指标和优化策略。这种严谨的学术态度和扎实的理论功底，让我对书中内容的可靠性深感信服。对于渴望深入理解SAR信号处理精髓的同行而言，这本书无疑是不可多得的宝藏。