双基地SARGISARFISAR观测几何、信号模型和成像算法 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[保加利亚] Andon，Dimitrov，Lazarov，Todor，Pavlov ... 著，黄海风，孙造宇 译，张启雷 校

图书标签:

• SAR
• GISAR
• FISAR
• 雷达遥感
• 信号处理
• 成像算法
• 观测几何
• 微波遥感
• 对地观测
• 地球物理

出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118105650

版次：1

商品编码：11886492

包装：精装

丛书名： 高新科技译丛

开本：16开

出版时间：2015-12-01

用纸：胶版纸

页数：153

字数：190000

正文语种：中文

内容简介

　　双基地雷达是一种发射机和接收机分置于不同位置的雷达体制。
　　《双基地SARGISARFISAR观测几何、信号模型和成像算法》从双基地雷达的观测几何、信号模型和成像理论出发，针对合成孔径雷达、逆合成孔径雷达、前视雷达等三种类型，建立了一般化的双基地雷达理论。信号模型和成像算法理论针对线性调频信号、相位编码信号等体制来阐述，并通过数值仿真进行验证。文中还提供了数值仿真程序代码。
　　《双基地SARGISARFISAR观测几何、信号模型和成像算法》中也总结了双基地雷达*新的研究成果。内容涉及合作式、非合作式等不同照射源，双基地SAR、ISAR、前视雷达等不同观测几何，以及线性调频、相位编码、GPS粗码／精码相位编码等不同信号体制。
　　文中提供了各种观测几何、信号模型和成像算法的Matlab程序代码。

作者简介

　　拉扎罗夫，教授是保加利亚布尔加斯自由大学的全职教授，研究方向是SAR—ISAR—BSAR—InSAR理论、模型和成像处理。他是美国IEEEAES期刊会员，希腊电磁应用杂志副主编，加拿大IET杂志客座主编，在SAR相关专业方面发表200余篇期刊和会议论文。
　　
　　科斯塔迪诺夫，是保加利亚布尔加斯技术大学的助理教授，研究方向十分广泛，包括通信、网络和嵌入式系统，计算机科学，信号和图像处理，SAR理论等方面。在SAR、ISAR和BSAR技术方面撰写了10余篇论文。
　　
　　黄海风，国防科学技术大学副研究员，1976年7月生。2005年获国防科学技术大学信息与通信工程专业博士学位。目前主要从事分布式卫星SAR技术、高分辨率雷达对地观测技术和新体制SAR技术的研究。主持国家自然科学基金、973专题、国防背景预研专题、高分重大专项等项目的研究工作。2012年在伦敦帝国理工学院访学半年。已发表SCI论文11篇，出版专*1部，获国防科学技术大学重大科技进展奖1项，军队科技进步三等奖1项。孙造字，国防科学技术大学讲师，1978年7月生。2007年获国防科学技术大学信息与通信工程专业博士学位。目前主要从事星载SAR的系统分析、仿真及信号处理研究，涉及的SAR体制包括InSAR、多通道SAR、GEO—SAR等。已发表SCI论文4篇，EI论文20余篇，获军队科技进步三等奖1项。

目录

第1章 双基地SAR概述
1．1 引言和主要定义
1．2 无源星地双／多基地SAR
1．3 前向散射雷达
1．4 运动目标问题——多基地SAR中的逆问题
1．5 双基地SAR建模、成像、方法和算法
1．5．1 移变和移不变飞行几何下的距离迁移算法
1．5．2 基于Loffeld双基地方程的双基地点目标参考谱
1．5．3 目标参数提取及成像

第2章 双基地SAR几何
2．1 双基地GISAR观测几何和运动特性
2．2 多基地BSAR观测几何和运动特性
2．3 BFISAR观测几何和运动特性
2．3．1 运动参数估计

第3章 双基地SAR波形和信号模型
3．1 短脉冲波形和双基地SAR信号模型
3．1．1 短脉冲波形
3．1．2 短脉冲双基地SAR信号模型
3．1．3 短距离BFISAR构形下的目标参数估计
3．2 线性调频脉冲波形
3．2．1 LFM双基地SAR信号模型
3．3 线性调频连续波形和BSAR信号确定部分建模
3．4 相位编码波形
3．4．1 巴克相位编码
3．4．2 补码
3．4．3 BSAR发射补码调制波形
3．4．4 GPSC／A相位编码
3．4．5 GPSP相位编码
3．4．6 DVB-T相位编码

第4章 双基地成像算法
4．1 短脉冲波形的双基地成像
4．2 线性调频脉冲波形的双基地成像
4．3 PCM双基地成像
4．4 熵最小化自聚焦算法
4．5 多基地SAR成像算法验证

第5章 双基地SAR空间分辨率分析
5．1 通用的BSAR距离和多普勒分辨率
5．1．1 BSAR距离分辨率
5．1．2 BSAR多普勒分辨率
5．2 顺轨距离分辨率
5．3 视线向距离分辨率

第6章 双基地SAR仿真结果
6．1 实例1：短脉冲波形的双基地FISAR结果
6．1．1 BFISAR参数估计
6．1．2 BFISAR信号建模算法
6．2 实例2：LFM波形的双基地FISAR结果
6．2．1 BFISAR几何及等距椭圆参数估计
6．2．2 BFISARLFM信号建模算法
6．2．3 图像重建算法和试验结果
6．3 实例3：LFM波形的非对称双基地FISAR结果
6．3．1 BFISARLFM信号建模算法
6．3．2 BFISAR图像重建算法和试验结果
6．4 实例4：BarkerPCM波形的双基地GISAR结果
6．4．1 BGISAR巴克相位编码
6．4．2 BGISAR图像重建算法和仿真结果
6．5 实例5：GPSC／APCM波形的双基地G[SAR结果
6．5．1 BGISARGPSC／A相位编码信号模型
6．5．2 BGISAR图像重建算法和仿真结果
6．6 实例6：GPSPPCM波形的双基地GISAR结果
6．6．1 BGISARGPSP相位编码信号模型
6．6．2 BGISAR图像重建算法和仿真结果

第7章 双基地SAR算法Matlab程序实现
7．1 直升机图像重构
7．2 双基地GIsAR成像
7．3 短脉冲波形的双基地FISAR成像
7．4 连续LFM波形生成
7．5 脉冲LFM波形生成
7．6 脉冲LFM波形的双基地FISAR成像
7．7 GPS粗码相位调制波形生成
7．8 GPSC／APCM波形的双基地GISAR成像
7．9 GPS精码相位调制波形生成
7．10 GPSPPCM波形的双基地GISAR成像
7．11 脉冲LFM波形的多基地SAR成像
7．12 等斜距椭圆生成
7．13 距离分辨率确定
参考文献

前言/序言

双基地SAR、GISAR、FISAR观测几何、信号模型和成像算法 书名： 双基地SAR、GISAR、FISAR观测几何、信号模型和成像算法 内容简介： 本书深入探讨了双基地合成孔径雷达（SAR）、地距SAR（GISAR）以及多分量SAR（FISAR）等非常规SAR成像体制的观测几何、信号模型和成像算法。与传统的同址SAR系统相比，这些非常规体制在观测灵活性、数据获取能力以及应用领域等方面展现出独特的优势，同时也带来了新的技术挑战。本书旨在为读者提供一个全面、深入的理论框架和技术指导，帮助理解和掌握这些先进SAR成像技术的关键要素。 第一部分：非常规SAR系统的观测几何 这一部分将首先解析不同非常规SAR成像体制下，雷达发射端与接收端相对位置关系对成像过程的影响。 双基地SAR（BiSAR）的观测几何： BiSAR系统中，发射天线和接收天线位于不同的平台，且两者相对位置固定或缓慢变化。本书将详细阐述BiSAR的几何模型，包括目标相对于收发天线的距离、角度、旁瓣和前向的照射区域划分，以及接收天线在不同俯仰角和方位角下的成像特性。我们将分析收发基线对成像几何的影响，探讨不同基线长度和方向下，目标回波的相干性和地物信息获取的独特性。重点将放在如何精确描述目标的三维位置与收发天线几何参数之间的函数关系，这直接关系到后续信号处理和成像精度的基础。 地距SAR（GISAR）的观测几何： GISAR系统通常指以扫描模式进行观测的SAR，其成像几何与传统条带模式SAR有所不同。本书将详细分析GISAR的扫描几何，包括扫描速率、扫描范围、天线波束宽度以及地面投影的变化。我们将阐述在扫描过程中，目标单元的瞬时观测角度和距离如何随时间变化，以及这种变化对回波信号的影响。重点将放在理解GISAR如何通过连续的扫描观测，在一定区域内形成高质量的雷达影像，并分析其与地形起伏、地物分布之间的几何关系。 多分量SAR（FISAR）的观测几何： FISAR，特别是多通道/多极化SAR，是指SAR系统配置了多个独立的发射/接收通道或具有极化敏感性的天线。本书将侧重于分析FISAR在不同观测角度和方向下的几何特性。我们将探讨多通道SAR如何通过不同的接收天线孔径，实现更精细的方位向分辨率或目标运动补偿；分析多极化SAR如何利用不同极化通道的回波，提取地物属性信息。对于某些特殊的FISAR配置，例如具有不同俯仰角的传感器阵列，也将深入研究其观测几何带来的优势，例如实现三维成像或更宽的地表覆盖。 第二部分：非常规SAR系统的信号模型 在理解了不同体制的观测几何之后，本书将深入研究它们各自的回波信号模型。 双基地SAR（BiSAR）的信号模型： BiSAR的回波信号模型是其成像和处理的核心。与同址SAR相比，BiSAR的关键区别在于收发天线之间的距离（收发基线）引入了额外的距离徙动和相位变化。本书将建立详细的BiSAR信号模型，考虑目标的回波在收发天线之间的传播路径差异，以及由此产生的相位差。我们将推导在不同观测几何下的BiSAR回波表达式，重点关注收发基线对距离和方位向分辨率的影响，以及目标的三维散射特性如何在BiSAR回波中体现。此外，还将讨论由于收发位置不同导致的非对称性照射和回波特性。 地距SAR（GISAR）的信号模型： GISAR的信号模型需要考虑扫描过程中的距离和方位向信息。本书将详细分析GISAR的回波信号模型，重点在于描述目标在扫描过程中，其距离和方位向在回波数据中的映射关系。我们将建立基于扫描参数的GISAR信号模型，分析不同扫描模式（例如，固定扫频或连续扫描）下的回波特性。重点将放在如何处理由于扫描速度和地面速度匹配问题可能引起的信号畸变，以及如何从扫描回波中提取精确的目标距离和方位信息。 多分量SAR（FISAR）的信号模型： FISAR的信号模型根据其具体配置而有所不同。 多通道SAR的信号模型： 本书将分析多通道SAR的回波信号模型，重点在于理解不同接收通道之间的相位和幅度关系。我们将推导在不同通道下，目标回波的相位差与通道间基线、目标位置之间的函数关系。这为实现方位向超分辨率成像、目标运动补偿以及三维成像提供了理论基础。 多极化SAR的信号模型： 多极化SAR的信号模型将侧重于描述目标在不同极化状态下的散射特性。我们将介绍不同极化组合（例如，HH、HV、VH、VV）下，目标回波的散射矩阵模型。本书将深入探讨如何利用不同极化通道的回波，分析地物的介电常数、几何结构以及表面粗糙度等属性，为地物分类、识别和环境监测提供多维度信息。 第三部分：非常规SAR系统的成像算法 在建立了精确的信号模型后，本书将重点介绍针对这些非常规SAR系统设计的成像算法。 双基地SAR（BiSAR）的成像算法： BiSAR的成像算法是克服其观测几何和信号模型特点的关键。本书将详细介绍多种BiSAR成像算法，包括： 后向投影（Back-projection, BP）算法： 重点分析BP算法在BiSAR中的实现细节，包括如何根据BiSAR的观测几何，精确计算每个目标单元的回波投影。我们将讨论BP算法的计算量问题，以及在BiSAR中的优化方法。 Chirp压缩类算法： 介绍如何将BiSAR的回波信号进行距离和方位向的Chirp压缩。重点在于如何处理由于收发基线引入的非线性调频特性，以及如何设计适用于BiSAR的二维Chirp压缩策略。 基于精确复共轭（Range Migration Algorithm, RMA）的算法： 探讨RMA在BiSAR中的适用性，分析如何处理BiSAR特有的距离徙动和方位向徙动，以及如何将其转化为一种高效的成像方法。 其他先进算法： 简要介绍稀疏成像、机器学习在BiSAR成像中的应用，以及如何利用多站几何信息进行更精确的目标定位和成像。 地距SAR（GISAR）的成像算法： GISAR的成像算法需要能够处理扫描过程中信号的变化。本书将介绍： 扫描模式下的距离-方位压缩： 分析在扫描过程中，如何对回波信号进行精确的距离和方位向压缩。重点将放在如何补偿由于扫描速度变化或地形起伏引起的回波畸变。 基于运动补偿的成像算法： 讨论在GISAR成像过程中，如何对平台运动或地面运动进行补偿，以获得清晰的图像。 针对特定扫描模式的优化算法： 介绍为特定GISAR扫描模式（例如，线阵扫描、圆周扫描）设计的成像算法，以及如何最大化成像性能。 多分量SAR（FISAR）的成像算法： FISAR的成像算法根据其具体类型而有所侧重。 多通道SAR的成像算法： 聚焦算法： 介绍如何利用多通道的相位信息，实现方位向的精确聚焦，获得更高的方位向分辨率。 三维成像算法： 重点分析利用不同通道的俯仰角差异，实现目标的三维成像，包括利用极坐标或直角坐标下的成像方法。 目标运动补偿算法： 介绍如何利用多通道回波，实现对目标精确的运动补偿，去除运动对成像的影响。 多极化SAR的成像算法： 极化分解与分析算法： 介绍如何对多极化SAR的散射矩阵进行分解，提取地物的极化特征，例如熵、平均α角等。 地物分类与识别算法： 基于极化特征，介绍如何利用监督或无监督的机器学习算法，实现地物的精确分类和识别。 目标极化特性反演算法： 探讨如何利用多极化回波，反演目标的介电常数、粗糙度等物理参数。 总结与展望： 本书的最后部分将对所介绍的非常规SAR成像体制进行总结，并展望未来的发展趋势。我们将讨论这些技术在军事侦察、民用测绘、环境监测、灾害评估等领域的潜在应用，以及它们在数据融合、人工智能与SAR成像结合等方面的发展方向。本书的目标是为科研人员、工程师以及对SAR技术感兴趣的学生提供一份扎实的理论基础和实践指南，从而推动非常规SAR成像技术的发展和应用。

评分☆☆☆☆☆

这本《双基地SARGISARFISAR观测几何、信号模型和成像算法》着实让我耳目一新。一直以来，SAR成像领域的研究重心多集中于单站系统，对于双基地、聚束SAR (GISAR) 和分布式SAR (FISAR) 的系统性阐述相对较少，尤其是将观测几何、信号模型和成像算法融会贯通的深度探讨更是难觅踪迹。翻开本书，首先被其严谨的逻辑结构所吸引，从基础的观测几何原理出发，循序渐进地引入了各类双基地系统的独特性质，比如基线效应、多普勒中心变化等，这些都是理解后续成像算法的关键。作者在信号模型部分的论述更是细致入微，不仅涵盖了传统的线性调频信号，还深入分析了非线性调频信号在不同双基地构型下的回波特性，并巧妙地结合了目标运动对回波的影响。我尤其欣赏书中对成像算法的详细推导和比较，从后端处理的后向投影算法到基于信号处理的距离-多普勒算法，再到更加先进的基于稀疏表示或机器学习的算法，都进行了深入的剖析，并给出了相应的优缺点分析和适用场景建议。即使我并非SAR领域的资深研究者，也能从中感受到作者深厚的理论功底和丰富的实践经验。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，带领读者一步步探索复杂的SAR成像世界，为我未来在该领域的深入研究打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

坦白讲，在阅读《双基地SARGISARFISAR观测几何、信号模型和成像算法》之前，我对双基地、GISAR和FISAR成像的理解是比较零散的。它们各自的原理我了解一些，但将它们作为一个整体来系统地研究，并深入理解它们之间的联系和区别，始终觉得有所欠缺。这本书恰恰满足了我这种需求。它以一种非常有条理的方式，将这三种成像模式的观测几何、信号模型和成像算法紧密地联系起来。我特别喜欢书中在观测几何部分的讨论，它详细描述了不同平台配置如何影响目标的回波路径和多普勒频移，这直接关系到后续信号处理和成像的精度。信号模型部分更是深入探讨了各种双基地雷达的回波特性，包括其非线性以及如何受到目标运动的影响，这些都是单站SAR所没有的挑战。最让我惊喜的是成像算法部分，作者并没有仅仅罗列现有算法，而是着重分析了针对双基地、GISAR和FISAR系统的特殊性而设计的成像方法，以及如何克服它们带来的成像难题。书中的例子和仿真结果也相当有说服力，帮助我更好地理解理论知识的应用。这本书的出版，无疑为广大雷达研究者和工程师提供了一个全面了解和掌握这些先进成像技术的重要平台。

评分☆☆☆☆☆

在海量的雷达技术书籍中，《双基地SARGISARFISAR观测几何、信号模型和成像算法》无疑是一股清流。它精准地聚焦于那些常常被忽视但又极具潜力的雷达成像模式——双基地、GISAR和FISAR。对于我这样的雷达系统设计工程师来说，理解不同观测几何对成像结果的影响至关重要。本书在这方面做得非常出色，清晰地阐述了不同平台配置下的观测几何参数如何影响数据采集，进而影响成像过程。作者花费了大量篇幅来解析这些系统的信号模型，包括其独特的信号形成机制、多普勒特性以及杂波和干扰的来源。我发现，书中对于回波信号的时域和频域特性分析非常透彻，这对于后续的信号处理至关重要。而成像算法部分，更是本书的亮点。作者不仅介绍了经典的成像方法，如基于后向投影的算法，还详细阐述了针对这些特定系统量身定制的改进算法，例如如何补偿双基地系统特有的距离徙动和多普勒徙动。书中的图示和数学推导都相当到位，使得复杂的问题变得易于理解。总而言之，这本书填补了我对于这些先进SAR成像模式在理论和实践应用方面的知识空白，是一本非常有价值的技术参考书，能够显著提升我在雷达系统设计和性能分析方面的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书对于任何对SAR成像技术有深入追求的人来说，都是一份珍贵的馈赠。作为一名在遥感领域工作多年的研究人员，我发现《双基地SARGISARFISAR观测几何、信号模型和成像算法》在理论深度和实践指导性上都达到了相当高的水平。它非常清晰地阐述了双基地、GISAR和FISAR这几种非传统SAR模式的观测几何差异，以及这些差异如何影响雷达信号的形成。信号模型部分，作者深入剖析了这些系统回波信号的复杂性，特别是如何处理多样的平台运动和信号参数变化，这些是实现高精度成像的关键。我特别欣赏书中对成像算法的细致讲解，作者不仅回顾了经典算法，更着重介绍了针对这些特定成像模式所开发的创新算法，例如如何有效补偿双基地效应和分布式系统带来的模糊性。书中的数学推导和仿真结果都非常详实，能够帮助读者深入理解算法的原理和性能。对于我而言，这本书极大地拓展了我对SAR成像技术边界的认知，让我能够更全面地理解不同SAR系统在复杂场景下的成像潜力，并为我未来在该领域的研究提供了坚实的理论基础和技术参考。

评分☆☆☆☆☆

在深入研究SAR技术多年后，我一直对双基地、GISAR和FISAR成像模式的潜力感到着迷，但总觉得缺乏一本能够系统性、深度地阐述其观测几何、信号模型和成像算法的权威著作。《双基地SARGISARFISAR观测几何、信号模型和成像算法》的出现，完美填补了这一空白。这本书的结构设计得非常精妙，首先，它详尽地解析了不同双基地配置下的观测几何特性，包括基线长度、方位角和俯仰角的变化对回波的影响，以及GISAR和FISAR系统如何通过分布式测量来增强成像能力。其次，在信号模型部分，作者对复杂的回波信号进行了细致的数学建模，特别是对非线性调频信号的回波特性以及平台运动和目标运动引入的多普勒频率变化进行了深入分析，这对于理解和设计高效的成像算法至关重要。最令人印象深刻的是成像算法部分，书中不仅介绍了传统的后向投影和距离-多普勒算法，还重点讨论了针对这些分布式和非共站成像模式特有的挑战所开发的先进算法，例如如何处理复杂的几何畸变和回波信号的不匹配问题。本书的理论推导严谨，图示清晰，让我对这些先进SAR成像技术有了更深刻的认识，也为我未来的科研工作提供了宝贵的指导。