第1章绪论(1)
1.1海洋探测仪器的定义与特点(1)
1.1.1海洋探测仪器的定义(1)
1.1.2海洋探测仪器的工作环境特点(2)
1.1.3海洋探测仪器的技术特点(3)
1.2海洋探测仪器的分类(4)
1.2.1按探测要素分类(4)
1.2.2按探测原理分类(5)
1.2.3按探测方式分类(6)
1.2.4按搭载平台分类(6)
1.2.5其他分类方式(8)
1.2.6本书的分类方式(8)
1.3海洋探测仪器的学科交叉内涵(10)
1.3.1海洋科学视角下的海洋探测仪器(10)
1.3.2仪器科学与技术视角下的海洋探测仪器(10)
1.3.3海洋探测仪器的学科交叉发展趋势(11)
1.4海洋探测仪器的技术剖析(11)
1.4.1探测媒介(11)
1.4.2探测信道(12)
1.4.3探测机理(12)
1.4.4探测体制(12)
1.4.5外围支撑技术(13)
1.4.6数据质量保障技术(14)
1.4.7海试与产品化技术(15)
1.5海洋探测仪器的关键技术指标(16)
1.5.1探测距离(16)
1.5.2分辨率(17)
1.5.3响应速度(18)
1.5.4重复性和准确性(18)
1.6本书的组织结构(18)
1.7小结(19)
第2章探测波的数学描述与处理基础(20)
2.1探测波的数学描述(20)
2.1.1声波信号的数学表达(20)
2.1.2光与电磁波信号的数学表达(23)
2.1.3亥姆霍兹方程(25)
2.2傅里叶变换(25)
2.2.1傅里叶变换的定义(26)
2.2.2空间函数傅里叶变换的物理解释(26)
2.2.3傅里叶变换的性质(27)
2.2.4常用的函数(31)
2.3拉普拉斯变换(34)
2.3.1拉普拉斯变换与傅里叶变换的关联(34)
2.3.2拉普拉斯变换的定义(35)
2.3.3拉普拉斯变换的性质(36)
2.3.4传感器信号通路设计中的拉普拉斯变换(37)
2.4现代信号处理概述(39)
2.4.1随机信号(40)
2.4.2参数估计(42)
2.4.3匹配滤波器(47)
2.5小结(49)
第3章海洋成像探测仪器(50)
3.1成像的基本概念(50)
3.2成像系统的基本结构(51)
3.3几何成像模型(52)
3.3.1小孔成像模型(52)
3.3.2扫描测距成像模型(54)
3.3.3几何成像模型的数学表达(54)
3.3.4几何成像模型的特点(55)
3.4波动成像模型(56)
3.4.1波动成像模型的物理描述(56)
3.4.2波动成像模型的数学描述(56)
3.4.3波动模型中从物到像的卷积表达(58)
3.5波动成像模型的分析与求解(60)
3.5.1线性空不变系统理论(61)
3.5.2波动成像模型的求解方法(65)
3.6全息成像模型(70)
3.6.1全息成像模型的一般描述(70)
3.6.2全息成像模型的数学描述(72)
3.6.3全息成像模型与波动成像模型的关系(72)
3.7成像分辨率(73)
3.7.1成像分辨率的空域内涵(73)
3.7.2成像分辨率的频域内涵(74)
3.7.3成像分辨率的傅里叶分析(75)
3.7.4主动成像模式下的成像分辨率(77)
3.8成像系统的分辨率性能分析(80)
3.9典型海洋成像仪器的模型剖析(82)
3.9.1合成孔径雷达/声呐(83)
3.9.2侧扫成像声呐/雷达(84)
3.9.3层析成像技术(85)
3.10小结(86)
第4章海洋几何量测量仪器(87)
4.1精密几何量测量与海洋几何量测量(87)
4.2几何测距模型(88)
4.2.1线纹尺比对模型(88)
4.2.2飞行时间模型(88)
4.2.3几何测距模型的特点(90)
4.3波动测距模型(90)
4.3.1脉冲回波模型(90)
4.3.2线性啁啾测距模型(91)
4.3.3FMCW测距模型(92)
4.3.4三种测距模型的关系(94)
4.4测距与成像的关系(94)
4.4.1宽带信号逆向传播成像原理(94)
4.4.2测距叠加的图像生成原理(95)
4.4.3成像和测距的数学一致性(95)
4.5测距模型的分辨率性能分析(96)
4.5.1绝对测距分辨率(96)
4.5.2相对测距分辨率(98)
4.6常用测角模型(99)
4.6.1时延测角模型(100)
4.6.2相位差测角模型(100)
4.6.3双积分法测角模型(102)
4.7常用测速模型(105)
4.7.1多普勒效应(105)
4.7.2多普勒测速的原理性精度特点(106)
4.7.3基于多普勒效应的测速模型(107)
4.8典型海洋几何量测量仪器的模型剖析(109)
4.8.1多波束回波测深仪(109)
4.8.2声学多普勒流速剖面仪(ADCP)(111)
4.9小结(113)
第5章海洋传感器(115)
5.1传感器与海洋传感器(115)
5.2传感器的一般逻辑结构(116)
5.2.1自然科学效应(116)
5.2.2信号通路设计(117)
5.3传感器信号通路中的阻抗匹配(118)
5.3.1阻抗的一般定义(118)
5.3.2阻抗匹配的方法(119)
5.4传感器信号通路中的放大与滤波(123)
5.4.1信号放大(123)
5.4.2信号滤波(128)
5.5传感器信号通路中的信号转换方法(130)
5.5.1调制与解调(130)
5.5.2数字量信号形式(131)
5.5.3电桥电流转换电路(137)
5.5.5电流-电压转换电路(138)
5.6传感器测量结果的常用估计方法(139)
5.6.1最小二乘估计(140)
5.6.2优选似然估计(142)
5.7海洋传感器设计举例(142)
5.7.1铂电阻测温效应(143)
5.7.2铂电阻温度传感器信号通路设计(143)
5.8小结(146)
主要参考书目(147)