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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

6.9.1Dunisyuk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