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第1章SAR成像的必備理論工具

1.1電磁波的傳播與極化

1.1.1麥克斯韋方程組

1.1.2電磁波極化

1.1.3部分極化波

1.1.4附加內(nèi)容：SU(2)O+(3)的同態(tài)代數(shù)方法

1.2微波天線的電磁輻射

1.2.1簡介

1.2.2電磁輻射方程

1.2.3電磁輻射方程的求解

1.2.4天線方向圖、方向性系數(shù)和增益

1.2.5平面天線的輻射

1.2.6天線陣列

1.2.7合成孔徑雷達(dá)天線技術(shù)

1.3波和自然表面的相互作用——雷達(dá)測量的物理基礎(chǔ)

1.3.1簡介

1.3.2表面散射

1.3.3體散射

1.3.4電磁波的穿透特性

1.3.5傾斜對散射測量的影響

1.4信號處理的內(nèi)容：傅里葉變換和采樣定理

1.4.1簡介

1.4.2實(shí)周期函數(shù)的傅里葉級數(shù)

1.4.3傅里葉變換

1.4.4傅里葉變換(FT)的性質(zhì)

1.4.5標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的傅里葉變換

1.4.6實(shí)信號采樣

1.4.7采樣定理(香農(nóng)定理)

1.4.8快速傅里葉變換(FFT)算法

1.4.9二維傅里葉變換

參考文獻(xiàn)

第2章SAR信號處理：SAR核心技術(shù)

2.1簡介

2.2合成孔徑雷達(dá)基本原理

2.2.1一種新穎的對地觀測手段

2.2.2距離向分辨

2.2.3三個(gè)基本的雷達(dá)頻率

2.2.4合成孔徑的直觀幾何學(xué)理解

2.2.5合成孔徑解析幾何模型

2.3頻域表示法

2.3.1在頻域表示的相位分布

2.3.2非零多普勒中心

2.3.3多普勒中心估計(jì)

2.3.4平均多普勒(多普勒中心)估計(jì)

2.3.5歸一化多普勒中心估計(jì)(整數(shù)部分)

2.3.6距離徙動

2.3.7距離向處理

2.3.8飽和效應(yīng)

2.3.9干擾影響

2.3.10雷達(dá)走停近似

2.4SAR聚焦算法

2.4.1通用的預(yù)處理步驟——距離壓縮

2.4.2時(shí)域處理

2.4.3距離多普勒("經(jīng)典")算法

2.4.4一種可選的技術(shù)——Ωk處理器

2.4.5細(xì)微形變——chirpscaling

2.4.6PRISME算法——一種多級處理技術(shù)

2.4.7非聚焦處理——一種特殊情況

2.4.8非聚焦處理技術(shù)的一個(gè)實(shí)用例子

2.4.9另一種特殊情況——去斜處理

2.4.10沒有近似的處理技術(shù)

2.5系統(tǒng)約束條件

2.5.1雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.5.2時(shí)序約束

2.5.3不同類型的雷達(dá)數(shù)據(jù)

2.5.4欺騙自然規(guī)律的訣竅

2.6幾何特性

2.6.1關(guān)于距離對圖像影響的實(shí)例

2.6.2幾何位置方程

2.6.3垂直雷達(dá)攝影測量

2.6.4雷達(dá)攝影測量和干涉技術(shù)

2.6.5傾斜雷達(dá)攝影測量

2.6.6雷達(dá)測角

2.7超分辨率技術(shù)簡介

2.8雙基雷達(dá)數(shù)據(jù)處理和幾何特征

2.8.1直達(dá)波

2.8.2三角分辨率

參考文獻(xiàn)

第3章從SAR設(shè)計(jì)到圖像質(zhì)量

3.1簡介

3.2點(diǎn)目標(biāo)的雷達(dá)方程和雷達(dá)散射截面積(RCS)

3.2.1損耗因素

3.3分布目標(biāo)的雷達(dá)特征——后向散射系數(shù)σ0

3.4SAR合成處理之前雷達(dá)目標(biāo)鏈路的信噪比(SNR)

3.5SAR合成處理過程中信噪比的變化

3.5.1點(diǎn)目標(biāo)

3.5.2分布目標(biāo)

3.6雷達(dá)設(shè)備噪聲等效后向散射系數(shù)σ0(NEσ0inst)

3.6.1提高分辨率的能量代價(jià)

3.7圖像模糊度對NEσ0inst的影響——總圖像噪聲(NEσ0tot)

3.7.1距離模糊

3.7.2方位模糊

3.7.3距離和方位模糊的結(jié)合考慮

3.7.4總NEσ0(NEσ0tot)

3.8平臺產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量

3.9傳輸數(shù)據(jù)率

3.9.1信源編碼

3.10定標(biāo)和相應(yīng)的圖像質(zhì)量要求

3.10.1內(nèi)定標(biāo)

3.10.2外定標(biāo)

3.10.3定標(biāo)需求和期望的科學(xué)成果

3.11斑點(diǎn)噪聲和圖像統(tǒng)計(jì)特性

3.11.1物理來源

3.11.2形成的斑點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)特性

3.11.3斑點(diǎn)噪聲：乘性特征與建模

3.11.4紋理效應(yīng)

3.11.5多視圖像中的斑點(diǎn)噪聲

3.11.6相干斑抑制濾波器

3.12脈沖響應(yīng)(IR)

3.12.1距離脈沖響應(yīng)(RIR)

3.12.2方位脈沖響應(yīng)(AIR)

3.12.3復(fù)圖像頻譜，ISLR，PSLR，加權(quán)的作用

3.13圖像質(zhì)量的輻射要素

3.13.1估計(jì)和分析NEσ0tot

3.13.2模糊度估計(jì)

3.13.3輻射分辨率

3.14圖像質(zhì)量的幾何要素

3.14.1空間分辨率和像素尺寸

3.14.2幾何失真

3.14.3圖像定位

3.15雷達(dá)圖像解譯

3.15.1數(shù)據(jù)描述

3.15.2多普勒頻譜評估

3.15.3平臺位置

3.15.4飽和效應(yīng)

3.15.5方向性效應(yīng)

3.15.6能否僅從圖像描述雷達(dá)設(shè)備的特征

參考文獻(xiàn)

第4章SAR干涉測量技術(shù)

4.1SAR干涉測量原理和局限性

4.1.1SAR的特殊應(yīng)用

4.1.2干涉測量技術(shù)發(fā)展簡史

4.1.3干涉技術(shù)及SAR圖像的物理特性

4.1.4SAR圖像的相位差

4.1.5干涉測量中相位信息的魯棒性

4.1.6幾何和表面變化引起的局限性

4.1.7排除系統(tǒng)因素

4.2干涉處理步驟

4.2.1SAR圖像配準(zhǔn)

4.2.2計(jì)算圖像間的相位差

4.2.3一步處理

4.3干涉測量在地形方面的應(yīng)用

4.3.1公式和允許誤差

4.3.2消除測量模糊

4.4干涉在地表形變測量中的應(yīng)用

4.4.1公式和允許誤差

4.4.2應(yīng)用實(shí)例

4.5地形坡度對干涉測量的影響

4.5.1斜面效應(yīng)的頻域解譯

4.6結(jié)果分析

4.6.1不同分布的典型信號

4.6.2改進(jìn)方法

4.6.3實(shí)際應(yīng)用中的干涉測量解譯

4.7可用性和任務(wù)展望

4.7.1SAR存檔數(shù)據(jù)的可利用性

4.7.2處理資源的可用性

4.7.3數(shù)據(jù)選取原則

4.7.4未來專用空間任務(wù)的可能性

4.8干涉與其他方法的比較

4.8.1與光學(xué)立體成像技術(shù)進(jìn)行地形測繪的比較

4.8.2與GPS在位移測量方面的比較

4.9模糊狀態(tài)下相干處理的魯棒性

4.10長期散射體

參考文獻(xiàn)

第5章極化SAR：較大限度獲取目標(biāo)的特征信息

5.1簡介

5.2雷達(dá)極化：基本原理

5.2.1時(shí)序分析——對系統(tǒng)設(shè)計(jì)的影響

5.3散射矩陣

5.3.1單基特性——后向散射矩陣

5.3.2目標(biāo)向量

5.4后向散射的標(biāo)準(zhǔn)模式

5.4.1奇次(單次，三次)散射

5.4.2偶次(雙次)散射

5.4.3衍射或偶極子機(jī)制

5.5極化合成

5.5.1極化特征圖

5.6特征極化和歐拉參數(shù)

5.6.1Huynen叉

5.7極化測量的相干分解

5.7.1標(biāo)準(zhǔn)模型分解——Pauli矩陣組

5.7.2代數(shù)分解——Cameron方法

5.8去極化的情況

5.8.1Stokes模型和Mueller矩陣

5.9協(xié)方差矩陣和相干矩陣

5.9.1協(xié)方差矩陣

5.9.2相干矩陣

5.10極化測量的非相干分解

5.10.1分解為極化狀態(tài)——Huynen方法

5.10.2分解為標(biāo)準(zhǔn)機(jī)制——Freeman方法

5.10.3代數(shù)分解——(H,α)法

5.11極化分析實(shí)例

5.11.1輻射分析

5.11.2熵的分析

5.11.3平均后向散射機(jī)制

5.12極化信息概述

5.13未來簡縮極化系統(tǒng)

5.13.1另一個(gè)思路——簡縮極化和u/4模式

5.14極化和干涉的融合——極化干涉SAR

5.14.1干涉相干

5.14.2植被高度反演的應(yīng)用

5.14.3極化干涉SAR擴(kuò)展

5.15結(jié)論

參考文獻(xiàn)