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第1章 为什么使用微波1

1.1微波传感器系统概述1

1.1.1被动微波成像仪所获信息2

1.1.2被动微波探测仪所获信息3

1.1.3主动微波传感器所获信息3

1.1.4怎样使用这些信息5

第2章 微波简明史6

2.1起源6

2.2走出黑暗：麦克斯韦和赫兹7

2.3无线电、死亡射线和雷达13

2.4“金星统治者”和“小绿人”18

2.5成像雷达20

2.6航天微波遥感21

2.7补充阅读22

第3章 物理基础23

3.1电磁波的物理特性23

3.1.1“波”形式的电磁辐射24

3.1.2 波的复数表示28

3.2波的能量和功率29

3.2.1极化31

3.3波的叠加33

3.3.1相干性35

3.4本书最重要的章节37

3.4.1相位作为（相对）距离的度量38

3.4.2二维波的叠加39

3.4.3干涉图的定量描述42

3.4.4被动遥感的情况45

3.4.5多源干涉图47

3.4.6波束宽度和角分辨率48

3.4.7惠更斯子波50

3.4.8相干性的补充说明51

3.5微波的传播52

3.5.1有耗媒质中的传播55

3.5.2移动波源的情况56

3.6微波来自何处57

3.6.1自然界中微波是如何产生的57

3.6.2辐射定律60

3.6.3如何人工产生微波62

3.7补充阅读64

第4章 极化测量65

4.1极化波的描述66

4.1.1线极化基综述67

4.2极化波的叠加68

4.3极化的表示方法72

4.3.1庞加莱球72

4.3.2数学描述73

4.3.3斯托克斯矢量74

4.3.4亮度斯托克斯矢量76

4.3.5部分极化波76

4.3.6斯托克斯散射矩阵78

4.3.7散射矩阵79

4.3.8 目标矢量80

4.3.9协方差矩阵81

4.4被动极化测量82

4.5雷达极化测量82

4.5.1雷达极化测量仪82

4.5.2极化合成和响应曲线83

4.6重要的极化特性86

4.6.1非极化功率86

4.6.2极化度和变化系数87

4.6.3极化比87

4.6.4 相干性的表示参数88

4.6.5极化分解90

4.7补充阅读90

第5章 真实世界中的微波92

5.1连续媒质和大气92

5.1.1辐射传输理论92

5.1.2微波亮度温度94

5.1.3谱线96

5.1.4谱线展宽98

5.1.5法拉第旋转98

5.2微波与离散目标的相互作用99

5.2.1衍射100

5.2.2衍射的重要性101

5.2.3散射102

5.2.4雷达截面103

5.2.5散射理论的重要性105

5.3体散射和发射108

5.3.1透过体散射体的传输109

5.3.2 发射110

5.3.3散射112

5.4光滑表面的反射和发射114

5.4.1光滑界面的散射115

5.4.2 光滑边界的发射118

5.4.3小结118

5.5粗糙表面的散射和发射119

5.5.1“粗糙”的定义119

5.5.2粗糙度的影响120

5.5.3小结121

5.6非随机（周期）表面121

5.7自然表面的散射和发射122

5.7.1海洋和湖泊123

5.7.2水汽凝结物125

5.7.3冰和雪126

5.7.4淡水冰127

5.7.5冰川冰128

5.7.6海冰128

5.7.7裸露的岩石和沙漠131

5.7.8土壤131

5.7.9植被134

5.8特殊散射体136

5.8.1角反射器136

5.8.2运动目标137

5.8.3混合目标138

5.9补充阅读140

第6章 微波的检测141

6.1方法概述141

6.2微波传感器系统的概念142

6.2.1特别提醒144

6.3基本微波辐射计系统144

6.4天线系统144

6.4.1抛物面天线146

6.4.2偶极子天线147

6.4.3阵列天线148

6.4.4天线的性质149

6.5接收机153

6.5.1检波器154

6.6相干系统154

6.7主动传感器系统155

6.8系统性能156

6.8.1噪声和灵敏度156

6.8.2决定接收机灵敏度的因素157

6.8.3产生不确定性的其他原因158

6.9定标158

6.9.1天线定标161

6.9.2验证与真实性检验162

6.9.3定标的种类162

6.9.4接收机的定标方法163

6.10定标的其他注意事项165

6.11补充阅读165

第7章 大气探测167

7.1大气探测168

7.1.1测量需求168

7.1.2地球的大气169

7.1.3水汽和氧171

7.1.4云和降水171

7.1.5臭氧171

7.1.6氯氧化物172

7.1.7其他种类的重要观测172

7.2测量原理172

7.3探测的理论基础174

7.3.1正演模型174

7.3.2正演模型的简易构成175

7.3.3反演模型177

7.3.4逆问题的求解178

7.3.5影响函数181

7.4观测几何183

7.4.1天底探测183

7.4.2临边探测184

7.5被动降水图绘制186

7.5.1测量需求186

7.5.2测量原理187

7.5.3发射理论187

7.5.4散射理论188

7.6补充阅读189

第8章 被动成像190

8.1测量原理191

8.1.1背景知识191

8.1.2实际辐射计191

8.1.3观测几何192

8.1.4一般的正演模型192

8.2海洋194

8.2.1测量需求194

8.2.2测量原理：海洋表面温度（SST）196

8.2.3测量原理：海洋盐度197

8.2.4测量原理：海洋风场197

8.3海冰198

8.3.1测量需求198

8.3.2海冰密集度199

8.4陆地201

8.4.1测量需求201

8.4.2地上遥感正演问题202

8.4.3求解积雪深度的经验模型204

8.4.4最后一点：被动模式极化测量204

8.5补充阅读205

第9章 主动微波遥感206

9.1测量原理207

9.1.1什么是雷达207

9.1.2 雷达的基本工作原理208

9.2雷达性能的一般方程209

9.2.1雷达方程209

9.2.2距离分辨率211

9.3雷达高度计214

9.3.1对高度计测量的需求215

9.3.2测高几何218

9.3.3测量方法220

9.3.4回波分析220

9.3.5距离模糊223

9.3.6高度反演准确度225

9.3.7扫描高度计227

9.3.8定标和真实性检验228

9.4改善方向性228

9.4.1子波束宽度分辨率229

9.4.2 合成孔径高度计231

9.5散射计231

9.5.1散射计测量需求232

9.5.2一般原理232

9.5.3降雨雷达233

9.5.4风散射计234

9.5.5极化散射计236

9.6补充阅读236

第10章 成像雷达238

10.1成像雷达的应用价值238

10.1.1海洋239

10.1.2海冰240

10.1.3陆地表面240

10.1.4植被的水云模型241

10.1.5雷达成像的其他应用242

10.2什么是影像243

10.3雷达影像的建立244

10.4侧视机载雷达246

10.4.1地距分辨率247

10.4.2方位向分辨率248

10.5合成孔径雷达248

10.5.1孔径合成：多普勒解释249

10.5.2孔径合成：几何解释252

10.5.3几何与多普勒255

10.5.4 SAR聚焦256

10.6 SAR的雷达方程256

10.7雷达图像的几何畸变257

10.7.1叠掩和透视收缩现象257

10.7.2雷达阴影259

10.7.3运动误差259

10.7.4运动目标259

10.8使用中的限制260

10.8.1模糊261

10.8.2覆盖范围和PRF261

10.9其他SAR模式262

10.9.1扫描SAR工作原理262

10.9.2聚束SAR262

10.10 SAR影像处理263

10.10.1斑点264

10.10.2斑点统计特性267

10.10.3斑点滤波270

10.10.4几何纠正271

10.10.5几何纠正的局限性273

10.11 SAR数据格式273

10.12从SAR图像中提取地形数据275

10.12.1立体SAR雷达测量275

10.12.2 SAR坡度测量276

10.13补充阅读276

第11章 干涉测量278

11.1干涉测量需求278

11.2干涉测量原理279

11.2.1相位测量279

11.2.2双系统的应用280

11.2.3通过干涉测量分辨方向281

11.3被动成像干涉技术282

11.4雷达干涉测量284

11.4.1干涉测高284

11.4.2干涉SAR285

11.4.3干涉SAR观测几何286

11.4.4干涉相干程度294

11.4.5去相关296

11.4.6去相关小结298

11.5实际DEM的产生300

11.5.1InSAR数据处理流程300

11.6植被高度估计301

11.6.1单频情况302

11.6.2双频情况302

11.6.3极化干涉测量和多基线干涉测量303

11.6.4 SAR断层成像303

11.7 SAR的差分干涉处理303

11.7.1考虑因素和局限性305

11.7.2 大气水汽306

11.8永久散射体干涉测量307

11.9顺轨干涉测量308

11.10补充阅读308

附录A常用数学理论小结309

A.1角度309

A.1.1度309

A.1.2弧度309

A.1.3立体弧度（立体角）309

A.2有用的三角函数关系式310

A.3对数和指数310

A.3.1一些基本性质311

A.3.2特殊数值311

A.3.3级数展开311

A.4复数312

A.5矢量（向量）314

A.5.1矢量代数运算法则315

A.5.2叉积或矢量积315

A.6矩阵316

A.6.1矩阵代数318

参考文献319

索引323