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第1章 非常规成像系统 1

1.1引言 1

1.2恒星斑纹干涉测量法 1

1.2.1基本理论 2

1.2.2斑纹干涉测量法的理论 2

1.2.3信噪比 15

1.2.4物体发光强度的再现 20

1.2.5仪器实现 32

1.2.6天文应用结果 35

1.3孔径面干涉法 38

1.3.1理论背景 38

1.3.2可见光波段的旋转切变干涉仪 44

1.3.3红外旋转切变干涉法 48

1.3.4总结及未来展望 51

1.4被动干涉测量法距离-角度成像 52

1.4.1基本概念 53

1.4.2成像模式 54

1.4.3光栅干涉仪的仪器实现 56

1.4.4应用及实现问题 59

1.4.5小结 59

1.5非成像激光斑纹图案的图像形式 60

1.5.1基本成像方程 62

1.5.2成像方法 64

1.5.3成像相关法 65

1.5.4系统参数 67

1.5.5结论 72

1.6光学距离-多普勒成像 72

1.6.1系统基本工作原理 72

1.6.2接收信号的描述 73

1.6.3模糊函数 77

1.6.4距离-多普勒成像的限制 81

1.6.5傅里叶变换成像 82

1.6.6工作系统 86

1.7用于成像补偿的激光导航星自适应光学 86

1.7.1背景 86

1.7.2激光导航星理论 91

1.7.3激光导航星的产生 95

1.7.4系统考虑 98

第2章 自适应光学 114

2.1引言 114

2.2历史纵览 115

2.3斯特列尔比 117

2.4像差源 118

2.4.1大气湍流 118

2.4.2传播影响 121

2.4.3热模糊 124

2.4.4湍流、抖动和热模糊 135

2.4.5像差的非大气根源 137

2.5波前采样 140

2.5.1透射采样器 140

2.5.2反射采样器 141

2.5.3混合采样器 141

2.6波前传感 142

2.6.1低级模式的传感 143

2.6.2剪切干涉仪 145

2.6.3哈特曼波前传感器 146

2.6.4多高频振动器的传感和校正 148

2.6.5图像锐化 149

2.6.6不等晕 149

2.7波前再现和控制机构 150

2.7.1线性方程式的解 151

2.7.2计算波前 152

2.7.3计算变形镜驱动信号 154

2.7.4时间的考虑 156

2.8波前校正 158

2.8.1变形反射镜 158

2.9总结 161

第3章 传感器与数据融合 165

3.1概述 165

3.1.1名词术语 165

3.1.2多传感器复合 166

3.1.3数据融合 168

3.2数据融合模型 169

3.2.1单源数据处理 169

3.2.2单源和多源数据联合 170

3.2.3多源和多传感器数据融合 170

3.2.4传感器数据融合的DFS模型 171

3.3结构 173

3.3.1传感器组的选择及技术要求 173

3.3.2集中式与分布式融合处理 176

3.3.3组合激增的处理 180

3.3.4数据融合的适应性 184

3.4数据对准 186

3.4.1时间外延 186

3.4.2坐标转换 188

3.4.3非对准误差补偿 188

3.5数据关联与航迹 189

3.5.1假设产生 190

3.5.2假设评估 192

3.5.3假设选择 197

3.5.4状态估计 198

3.6多传感器确认 200

3.6.1参数分类 202

3.6.2物理模型 206

3.6.3认识库模型 206

3.7多平台融合 208

3.7.1多平台融合结构 209

3.7.2多平台测量 212

3.8统一集中管理 215

3.8.1用于集成传感器／反应管理的模型 215

3.8.2跟踪级别提示 218

3.8.3探测级提示 219

3.8.4传感器／响应复合 219

3.8.5传感器协同工作能力 222

3.9性能测量 224

3.9.1有效性测量 224

3.9.2融合试验台 225

3.9.3潜在性能 226

第4章 自动目标识别系统 232

4.1引言 232

4.2历史回顾 233

4.3自动目标识别性能度量 234

4.3.1目标检测性能度量 235

4.3.2目标分类性能度量 236

4.4影响自动目标识别性能的因素 237

4.4.1场景参数 237

4.4.2大气参数 238

4.4.3传感器参数和平台动力学特性 238

4.4.4与自动目标识别有关的图像度量 238

4.4.5辅助数据源 240

4.5自动目标识别系统分析 240

4.5.1系统分析方法 240

4.5.2自动目标识别的系统功能单元 241

4.5.3自动目标识别系统的功能单元 243

4.6自动目标识别算法 243

4.6.1目标表示方案 243

4.6.2统计模式识别算法 244

4.6.3模板相关算法 250

4.6.4基于模型的算法 252

4.6.5人工神经网络算法 255

4.7自动目标识别体系结构 255

4.7.1数字实现 256

4.7.2光学处理的实现 258

4.7.3神经网络的实现 259

4.8自动目标识别单元性能示例 261

4.8.1性能数据 261

4.8.2检测性能分析 262

第5章 定向能量系统 265

5.1引言 265

5.2定向能量系统的组成 265

5.3定向能量系统示例 266

5.3.1高能激光器 266

5.3.2粒子束 266

5.3.3激光熔化系统 267

5.3.4激光雷达和照明系统 267

5.3.5激光通讯系统 267

5.3.6将来的应用 267

5.4工程公式——子系统性能 267

5.5光束的形成 269

5.5.1功率 270

5.5.2光束质量 271

5.5.3波长 277

5.6光束变换系统 277

5.6.1功率 277

5.6.2光束质量 279

5.7扩束和瞄准 284

5.7.1功率 285

5.7.2直径 286

5.7.3扩束器光束质量 287

5.8跟踪 292

5.8.1轴线偏转／漂移 292

5.8.2抖动 292

5.9目标耦合 293

5.9.1目标相互作用机理 293

5.9.2目标耦合的几何学 293

5.10工程公式——系统性能 294

5.11功率估算 298

5.12直径估算 299

5.13光束质量估算 299

5.13.1波前影响 300

5.13.2轴线偏转／漂移 300

5.13.3抖动 301

5.13.4衍射效应 301

5.13.5传输影响 302

5.13.6其它影响 302

5.14波长 302

5.15余量 303

5.16作用距离 303

5.17数据概要一览 304

5.17.1激光波长 304

5.17.2典型估算值 304

5.17.3激光谱线吸收 306

5.17.4贝塞耳函数 309

5.18计算示例 310

5.18.1高能激光照明系统的直径 310

5.18.2测量目标相对速率的精度要求 311

5.18.3谐振腔波前误差 311

第6章 全息学 315

6.1简介 315

6.2基本理论 315

6.2.1制作全息图 315

6.2.2再现过程 316

6.2.3载波频率（离轴参考光）技术 316

6.2.4同轴全息 318

6.2.5离轴全息和同轴全息 319

6.2.6波带片观点 319

6.3三维记录介质中的全息图 321

6.3.1布拉格衍射 321

6.3.2衍射光的带宽 322

6.4全息摄影的记录材料 322

6.5位相共轭 323

6.6全息干涉测量 324

6.6.1概念 324

6.6.2理论 325

6.6.3振动（时间一平均）全息 326

6.6.4二次曝光全息 327

6.6.5实时全息干涉测量 327

6.7复数空间滤波 327

6.7.1全息复数空间滤波器的构造 327

6.7.2匹配滤波器 329

6.8全息光学元件 329

6.9显示全息 330

6.9.1 Dunisyuk全息 330

6.9.2 Benton全息 331

6.9.3 Benton全息的设计因素 331

6.9.4复合全息 332

6.10总结 333

第7章 视觉耦合系统的设计考虑 335

7.1引言 335

7.2系统概述 335

7.3子系统的详细描述 336

7.3.1分辨率 337

7.3.2前视红外仪 337

7.3.3装配在头盔上的显示器 339

7.3.4装配在头盔上的观察系统 346

7.4其它设计问题和考虑 346

7.5总结 347