本书共分14章，第1～2章介绍星上数据处理的基本知识；第3～11章详细介绍了星上遥感数据处理的理论、数学模型、需要解决的关键技术和基于FPGA星上数据处理的实现方法，并用实例验证了这些理论和方法，包括星上影像特征点检测与匹配、星上地面控制点识别、星上卫星相对和绝对姿态解算、星上几何校正、星上几何定标、星上影像地理配准、星上无控制点影像定位、尤控制点星上正射纠正等；第12～14章介绍星上遥感处理应用，包括星上云检测、星上舰船检测、星上洪水变化检测。
本书可作为航空航天、计算机科学与技术、电子信息、遥感科学与技术、摄影测量等专业，以及环境、大气、海洋、地理、灾害等遥感应用专业教师和科研工作者的参考书籍，也可以作为各类高等院校相关专业研究生、本科生的教材。

序
前言
第1章 绪论
1.1 “智能地球观测卫星系统”提出的背景
1.1.1 地球观测卫星发展的规律
1.1.2 第五代地球观测卫星是什么？
1.2 “智能地球观测卫星系统”框架
1.2.1 设计原则
1.2.2 “智能地球观测卫星系统”架构
1.2.3 “智能地球观测卫星系统”运行模式
1.2.4 最终用户操作
1.2.5 智能地面控制站
1.3 “智能地球观测卫星系统”的特性
1.4 “智能地球观测卫星系统”的关键技术
1.4.1 智能传感器、探测器
1.4.2 高速传输率和高速网络通信
1.4.3 星上数据的处理能力
1.5 国内外典型“智能地球观测卫星系统”
1.5.1 海军地球地图观察者
1.5.2 星上自主项目（project for on-board autonomy，PROBA）
1.5.3 双波段红外探测卫星（bi-spectral infrared detection，BIRD）
1.5.4 太空立方2.0（SpaceCube 2.0）
1.5.5 首颗太空网智能卫星（First Smart Satellite for Space Mesh）
1.5.6 φ-Sat系统
1.5.7 星上数据系统框架
1.5.8 对地观测脑（earth observation brain，EOB）
1.6 本章小结
参考文献
第2章 星上遥感数据处理
2.1 引言
2.2 “智能地球观测卫星系统”与星上遥感数据处理
2.3 星上数据处理的主要内容
2.3.1 星上数据管理与传输系统
2.3.2 星上卫星平台/传感器控制
2.3.3 星上星务及资源管理
2.3.4 星上成像参数智能优化
2.4 星上遥感数据处理挑战
2.5 基于FPGA的星上遥感数据并行处理
2.5.1 基于FPGA的星上遥感数据处理算法设计
2.5.2 基于FPGA的星上遥感数据并行算法优化
2.5.3 运算层分析
2.5.4 基于FPGA的星上遥感数据处理算法优化
2.6 本章小结
参考文献
第3章 星上影像特征点检测与匹配
3.1 引言
3.2 特征点检测SURF算法
3.2.1 传统的SURF算法
3.2.2 基于FPGA的SURF算法
3.3 特征点匹配方法
3.3.1 BRIEF描述子
3.3.2 汉明距离匹配
3.3.3 误匹配剔除
3.4 亚像素定位
3.5 星上影像特征点检测与匹配FPGA硬件实现
3.5.1 DDR3读写
3.5.2 SURF检测子
3.5.3 汉明距离匹配
3.5.4 误匹配剔除
3.5.5 亚像素定位
3.6 实验验证和FPGA性能分析
3.6.1 遥感图像数据
3.6.2 影像特征点匹配
3.6.3 匹配精度分析
3.6.4 亚像素定位结果
3.6.5 FPGA处理速度和硬件资源消耗情况
3.7 本章小结
参考文献
第4章 星上地面控制点识别
4.1 引言
4.2 地面特征控制点检测优化算法
4.2.1 特征检测器和描述子算法
4.2.2 SURF检测器的优化
4.3 地面控制点星上检测FPGA实现
4.3.1 地面控制点星上检测FPGA实现框架
4.3.2 积分图像生成模块（IIG）
4.3.3 SURF检测器设计
4.3.4 非最大值抑制实现
4.3.5 BRIEF描述子的实现
4.3.6 BRIEF匹配实现
4.4 实验仿真结果
4.4.1 硬件环境和数据集传感器
4.4.2 控制点点检匹配
4.4.3 FPGA的性能分析
4.5 本章小结
参考文献
第5章 星上卫星相对、绝对姿态解算
5.1 引言
5.2 卫星相对姿态和绝对姿态解算基础
5.2.1 P-H法
5.2.2 像方坐标系
5.2.3 物方坐标系
5.3 卫星相对姿态P-H法星上解算模型
5.3.1 误差方程的优化
5.3.2 LU分解-分块算法的矩阵求逆
5.3.3 相对姿态解算流程
5.3.4 时间复杂度分析
5.3.5 数值仿真
5.4 卫星绝对姿态P-H法星上解算模型
5.4.1 误差方程的优化过程
5.4.2 LU分解-分块算法的6×6矩阵求逆
5.4.3 绝对姿态解算流程
5.4.4 时间复杂度分析
5.4.5 数值仿真
5.5 卫星相对姿态星上解算的FPGA实现
5.5.1 卫星相对姿态解算FPGA硬件实现整体架构
5.5.2 卫星相对姿态P-H法解算模块
5.5.3 Modelsim仿真
5.6 卫星相对姿态星上解算的FPGA实现
5.6.1 卫星绝对姿态解算FPGA硬件实现整体架构
5.6.2 卫星绝对姿态P-H法解算模块
5.6.3 卫星绝对姿态P-H法解算模块
5.7 实验验证
5.7.1 相对姿态P-H法解算验证
5.7.2 P-H法绝对姿态解算验证
5.8 本章小结
参考文献
第6章 星上影像几何定标
6.1 引言
6.2 影像几何定标数学模型
6.3 FPGA软硬件平台及设计开发
6.3.1 FPGA介绍
6.3.2 基于ISE软件的FPGA设计开发方法
6.3.3 基于System Generator的FPGA开发方法
6.4 星上影像几何定标FPGA实现
6.4.1 数据输入模块的实现
6.4.2 参数计算模块的实现
6.4.3 矩阵相乘并行计算的实现
6.4.4 矩阵求逆的硬件实现
6.5 仿真与验证
6.5.1 实验数据
6.5.2 一次计算的仿真验证与硬