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海洋探測儀器

作者：編者:薛彬|責編:張鶴凌
出版社：海洋
ISBN：9787521006285

出版日期：2020/08/01
裝幀：平裝
頁數：148

人民幣：RMB 49 元售價：元

內容大鋼

全書共分緒論、探測波的數學描述與處理基礎、海洋成像探測儀器、海洋幾何量測量儀器和海洋感測器五部分。本書力圖通過通俗易懂的分析、講解幫助讀者掌握基本的海洋探測儀器開發思路，對海洋探測儀器的工作原理、探測模型形成更加深刻的認識；幫助精密儀器專業的讀者在構建完整的經典測控儀器知識結構的基礎上，將涉及自然通道問題的聲吶、雷達等方面的知識進行有機融合，從而擴展相關知識結構；同時還希望為其他相關專業本科高年級學生、研究生及相關研究人員提供有益的知識、思路和觀點。
本書可作為海洋技術專業、海洋科學專業及其他涉海專業學生教材，也可作為海洋探測儀器開發技術人員參考用書。

作者介紹

編者:薛彬|責編:張鶴凌
薛彬，博士。天津大學海洋科學與技術學院副教授、博士生導師。美國加利福尼亞大學聖芭芭拉分校訪問學者。長期從事新體制海洋探測儀器、海洋感測器以及海洋計量的研究。主持天津大學海洋科學與技術學院海洋技術專業光電類、儀器類課程建設和改革工作，主講海洋探測儀器專業核心課程。主持國家級重點項目、國家自然科學基金項目、天津市自然科學基金項目等數項；發表論文共30余篇；授權發明專利5項。現任中國海洋學會海洋觀測技術分會第四屆委員會委員。

第1章  緒論
  1.1  海洋探測儀器的定義與特點
    1.1.1  海洋探測儀器的定義
    1.1.2  海洋探測儀器的工作環境特點
    1.1.3  海洋探測儀器的技術特點
  1.2  海洋探測儀器的分類
    1.2.1  按探測要素分類
    1.2.2  按探測原理分類
    1.2.3  按探測方式分類
    1.2.4  按搭載平台分類
    1.2.5  其他分類方式
    1.2.6  本書的分類方式
  1.3  海洋探測儀器的學科交叉內涵
    1.3.1  海洋科學視角下的海洋探測儀器
    1.3.2  儀器科學與技術視角下的海洋探測儀器
    1.3.3  海洋探測儀器的學科交叉發展趨勢
  1.4  海洋探測儀器的技術剖析
    1.4.1  探測媒介
    1.4.2  探測通道
    1.4.3  探測機理
    1.4.4  探測體制
    1.4.5  外圍支撐技術
    1.4.6  數據質量保障技術
    1.4.7  海試與產品化技術
  1.5  海洋探測儀器的關鍵技術指標
    1.5.1  探測距離
    1.5.2  解析度
    1.5.3  響應速度
    1.5.4  重複性和準確性
  1.6  本書的組織結構
  1.7  小結
第2章  探測波的數學描述與處理基礎
  2.1  探測波的數學描述
    2.1.1  聲波信號的數學表達
    2.1.2  光與電磁波信號的數學表達
    2.1.3  亥姆霍茲方程
  2.2  傅里葉變換
    2.2.1  傅里葉變換的定義
    2.2.2  空間函數傅里葉變換的物理解釋
    2.2.3  傅里葉變換的性質
    2.2.4  常用的函數
  2.3  拉普拉斯變換
    2.3.1  拉普拉斯變換與傅里葉變換的關聯
    2.3.2  拉普拉斯變換的定義
    2.3.3  拉普拉斯變換的性質
    2.3.4  感測器信號通路設計中的拉普拉斯變換
  2.4  現代信號處理概述
    2.4.1  隨機信號
    2.4.2  參數估計
    2.4.3  匹配濾波器

  2.5  小結
第3章  海洋成像探測儀器
  3.1  成像的基本概念
  3.2  成像系統的基本結構
  3.3  幾何成像模型
    3.3.1  小孔成像模型
    3.3.2  掃描測距成像模型
    3.3.3  幾何成像模型的數學表達
    3.3.4  幾何成像模型的特點
  3.4  波動成像模型
    3.4.1  波動成像模型的物理描述
    3.4.2  波動成像模型的數學描述
    3.4.3  波動模型中從物到像的卷積表達
  3.5  波動成像模型的分析與求解
    3.5.1  線性空不變系統理論
    3.5.2  波動成像模型的求解方法
  3.6  全息成像模型
    3.6.1  全息成像模型的一般描述
    3.6.2  全息成像模型的數學描述
    3.6.3  全息成像模型與波動成像模型的關係
  3.7  成像解析度
    3.7.1  成像解析度的空域內涵
    3.7.2  成像解析度的頻域內涵
    3.7.3  成像解析度的傅里葉分析
    3.7.4  主動成像模式下的成像解析度
  3.8  成像系統的解析度性能分析
  3.9  典型海洋成像儀器的模型剖析
    3.9.1  合成孔徑雷達∕聲吶
    3.9.2  側掃成像聲吶∕雷達
    3.9.3  層析成像技術
  3.10  小結
第4章  海洋幾何量測量儀器
  4.1  精密幾何量測量與海洋幾何量測量
  4.2  幾何測距模型
    4.2.1  線紋尺比對模型
    4.2.2  飛行時間模型
    4.2.3  幾何測距模型的特點
  4.3  波動測距模型
    4.3.1  脈衝回波模型
    4.3.2  線性啁啾測距模型
    4.3.3  FMCW測距模型
    4.3.4  三種測距模型的關係
  4.4  測距與成像的關係
    4.4.1  寬頻信號逆向傳播成像原理
    4.4.2  測距疊加的圖像生成原理
    4.4.3  成像和測距的數學一致性
  4.5  測距模型的解析度性能分析
    4.5.1  絕對測距解析度
    4.5.2  相對測距解析度
  4.6  常用測角模型

    4.6.1  時延測角模型
    4.6.2  相位差測角模型
    4.6.3  雙積分法測角模型
  4.7  常用測速模型
    4.7.1  多普勒效應
    4.7.2  多普勒測速的原理性精度特點
    4.7.3  基於多普勒效應的測速模型
  4.8  典型海洋幾何量測量儀器的模型剖析
    4.8.1  多波束回波測深儀
    4.8.2  聲學多普勒流速剖面儀(ADCP)
  4.9  小結
第5章  海洋感測器
  5.1  感測器與海洋感測器
  5.2  感測器的一般邏輯結構
    5.2.1  自然科學效應
    5.2.2  信號通路設計
  5.3  感測器信號通路中的阻抗匹配
    5.3.1  阻抗的一般定義
    5.3.2  阻抗匹配的方法
  5.4  感測器信號通路中的放大與濾波
    5.4.1  信號放大
    5.4.2  信號濾波
  5.5  感測器信號通路中的信號轉換方法
    5.5.1  調製與解調
    5.5.2  數字量信號形式
    5.5.3  電橋
    5.5.4  電壓-電流轉換電路
    5.5.5  電流-電壓轉換電路
  5.6  感測器測量結果的常用估計方法
    5.6.1  最小二乘估計
    5.6.2  最大似然估計
  5.7  海洋感測器設計舉例
    5.7.1  鉑電阻測溫效應
    5.7.2  鉑電阻溫度感測器信號通路設計
  5.8  小結
主要參考書目

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