合成孔徑雷達︰系統與信號處理

第1章 SAR導論
1.1 SAR在遙感中的作用
1.1.1 電磁頻譜的遙感應用
1.1.2 遙感計劃
1.2 SAR理論概述
1.2.1 沿航跡方向（方位向）的分辨率
1.2.2 多普勒濾波
1.3 合成孔徑雷達的歷史
1.3.1 早期歷史
1.3.2 成像雷達︰從SLAR到SAR
1.3.3 SAR處理器的發展
1.3.4 SAR系統的現在和未來
1.4 SAR數據應用
1.4.1 SAR數據特性
1.4.2 電磁波與地表的相互作用
1.4.3 面散射︰模型和應用
1.4.4 體散射︰模型和應用
1.5 小結
參考文獻
第2章 雷達方程
2.1 雷達功率
2.2 天線性能
2.2.1 天線增益
2.2.2 天線方向圖
2.3 目標的雷達截面積
2.4 天線接收孔徑
2.5 熱噪聲
2.6 源噪聲和接收機噪聲描述
2.6.1 信號源噪聲
2.6.2 接收機噪聲
2.6.3 實例
2.7 點目標雷達方程
2.8 分布目標雷達方程
參考文獻
第3章 匹配濾波器和脈沖壓縮
3.1 匹配濾波器
3.1.1 匹配濾波器的起源
3.1.2 分辨率問題
3.2 脈沖壓縮
3.2.1 線性度、格林函數和壓縮
3.2.2 匹配濾波器和脈沖壓縮
3.2.3 時間旁瓣和濾波器加權
參考文獻
第4章 成像和正交算法
4.1 成像算法的引入和綜述
4.1.1 數據坐標系和系統沖激響應
4.1.2 成像算法綜述
4.1.3 距離徙動和聚焦深度
4.1.4 實例
4.2 壓縮處理
4.2.1 距離壓縮處理
4.2.2 時域方位處理
4.2.3 時域距離徙動補償
4.2.4 頻域方位處理
參考文獻
第5章 成像中的輔助處理
5.1 數字距離處理
5.2 斑點和多視處理
5.3 雜波鎖定和自聚焦
5.3.1 雜波鎖定
5.3.2 自聚焦
5.4 方位模糊的解決
參考文獻
第6章 SAR飛行系統
6.1 系統概述
6.2 雷達性能測量
6.2.1 線性系統分析
6.2.2 非線性系統分析
6.3 雷達子系統
6.3.1 時序與控制
6.3.2 射頻電路
6.3.3 天線
6.3.4 數字電路和數據路由
6.4 平台和數傳
6.4.1 信道誤差
6.4.2 下傳數據率降低技術
6.4.3 數據壓縮
6.4.4 分塊浮點量化
6.5 系統設計考慮
6.5.1 模糊分析
6.5.2 PRF選擇
6.6 小結
參考文獻
第7章 SAR數據輻射定標
7.1 術語的定義
7.1.1 一般術語
7.1.2 定標性能參數
7.1.3 參數特性
7.2 定標誤差源
7.2.1 傳感器子系統
7.2.2 平台和數傳子系統
7.2.3 信號處理子系統
7.3 輻射誤差模型
7.4 雷達方程
7.5 輻射定標技術
7.5.1 內定標
7.5.2 外定標技術
7.5.3 極化雷達定標
7.6 輻射定標處理
7.6.1 定標處理器
7.6.2 定標算法設計
7.7 極化數據定標
7.8 小結
參考文獻
第8章 SAR數據的幾何定標
8.1 術語定義
8.2 幾何失真
8.2.1 傳感器誤差
8.2.2 目標定位誤差
8.2.3 平台星歷誤差
8.2.4 目標距離誤差
8.3 幾何校正
8.3.1 圖像的重采樣
8.3.2 地平面，扭曲的投影
8.3.3 光滑橢球體的地理編碼
8.3.4 地形測量圖的地理編碼
8.4 圖像配準
8.4.1 拼接圖像
8.4.2 多傳感器圖像配準
8.5 小結
參考文獻
第9章 SAR地面系統
9.1 相關器技術要求的確定
9.1.1 多普勒參數分析
9.1.2 方位處理帶寬
9.1.3 距離參考函數
9.2 相關器算法選擇和計算分析
9.2.1 譜分析算法
9.2.2 頻域快速卷積
9.2.3 時域卷積
9.2.4 方位相關器的比較
9.2.5 距離相關
9.3 SAR相關器結構
9.3.1 結構設計要求
9.3.2 流水運算處理器
9.3.3 公共節點結構
9.3.4 並發處理器結構
9.4 後處理系統
9.4.1 後處理技術要求
9.4.2 輻射校
9.4.3 幾何校正
9.4.4 後處理器結構
9.5 圖像數據瀏覽系統
9.5.1 瀏覽系統的技術要求
9.5.2 在線歸檔系統的排隊分析
9.5.3 圖像質量
9.5.4 壓縮算法復雜度分析
參考文獻
第10章 其他成像算法
10.1 解斜壓縮處理
10.2 分步變換處理
10.3 極坐標處理
10.3.1 極坐標處理的基本思想
10.3.2 極坐標處理的細節
10.3.3 極坐標處理的一種自聚焦過程
參考文獻
附錄A 數字信號處理
附錄B 衛星軌道和壓縮濾波器參數
附錄C 阿拉斯加SAR設施
附錄D 非線性失真分析
參考資料
數學符號
縮略語對照表
中英文術語對照表

合成孔徑雷達（簡稱SAR）是一種主動式的對地觀測系統，可安裝在飛機、衛星、宇宙飛船等飛行平台上，全天時、全天候對地實施觀測，並具有一定的地表穿透能力。因此，SAR系統在災害監測、環境監測、海洋觀測、資源勘察、農作物估產、測繪和軍事等方面的應用上具有獨特的優勢，可發揮其他遙感手段難以發揮的作用，因此越來越受到世界各國的重視。

自1978年世界上第一顆合成孔徑雷達衛墨——美國的Seasat發射成功以來，蘇聯、歐洲航天局、日本、加拿大等都成功發射了合成孔徑雷達衛星．其獲取的數據已經得到了廣泛應用。我國也非常重視SAR技術的研究，將“墾載合成孔徑雷達及其成像處理技術”專題列入國家高技術研究發展計劃（簡稱\〃863計劃”），開創了國內合成孔徑雷達及其應用的新局面。經過十幾年的不斷探索，我國在SAR系統領域已進入快速發展期。在實際工作過程中，無論是SAR系統的研制人員和SAR地面系統的工程設計人員，還是各個應用領域的SAR圖像研究人員，都希望有一本系統全面地描述SAR系統及其數據處理的專著，既可以了解SAR系統基本知識，也可以作為工程實踐的參考。John C．Curlander和Robert N．Mcdonough合著的這本書正滿足了這種技術需求。

本書的兩位作者在NASA的航天飛機成像雷達項目中有長期工作經驗，用五年時間寫成了本書。雖然原著的出版時間是上世紀90年代，但作為一本SAR方面的經典著作，該書在SAR基本理論和工程實現上的種種考慮對我們仍然具有其他書籍難以替代的指導作用。因此，為推動我國雷達成像遙感技術的發展，我們組織翻譯了本書。書中詳細探討了SAR系統設計和研制、SAR成像處理以及系統輻射定標和幾何定標等方面的基礎知識，並總結了作者多年在SAR系統研制和開發方面的實際工程經驗。這些內容對于雷達工程師和SAR數據應用單位的研究’人員都很有幫助。作者在解釋概念的過程中采用了大量數據和圖像，使概念更易于理解和接受。另外，本書附錄中還給出了SAR信號處理所需的基礎知識，並專題介紹了阿拉斯加的SAR地面系統。我們深信，本書將為更多的讀者打開SAR成像技術之門，為SAR系統研制和數據的應用研究提供重要的參考。

本書的譯者都是多年工作在SAR領域一線的研究人員，他們在緊張的工作之余，結合自身實踐完成了這本經典著作的翻譯。全書共分10章和4個附錄，其中第1章由沈成忠翻譯，第2章、第5章、第6章及第10章由韓傳釗翻譯，第3章和第4章及附錄A由劉鐵成翻譯，第7章及附錄C和附錄D由康利鴻翻譯，第8章由邵潔翻譯，第9章由彭仲秋翻譯，附錄B由胡衛民翻譯。韓傳釗完成了全書的統稿工作。之後，譯稿分別由中國科學院電子學研究所和北京航空航天大學的有關專家進行了審閱，他們對本書的譯稿提出了許多中肯的意見，在此表示衷心感謝！最後，文江平研究員審定了全書。

SAR技術領域涉及的專業面較廣，而目前我國的SAR技術，特別是星載SAR技術的研究和應用尚處于起步階段，因此我們對于原著內容的理解難免不夠透徹。翻譯不當之處，希望得到各位同行和專家的批評指正。