激光成像目标侦察是一种以激光成像技术为基础的新型目标侦察监视手段，围绕着其基本原理和技术实现，本书分四个部分共10章进行了系统讨论。第一部分全面分析了激光成像目标侦察的概念与原理、激光调制机理、侦察系统组成与特性；第二部分系统阐述了激光成像目标侦察信息获取与数据采集、数据处理与激光图像生成的原理和方法；第三部分以典型目标为对象着重论述了基于目标激光图像的图像特征提取、目标特征提取、目标检测定位、目标
分类识别的技术实现；第四部分讨论了激光成像目标侦察系统误差来源及其特点。本书既适合从事激光探测、目标侦察、战场监视、遥感成像、图像处理等领域的研究人员阅读和参考，也可以作为有关专业高年级本科生和研究生的参考书。Laser imaging target reconnaissance is a new way for target reconnaissance and monitoring depending on laser imaging technology.Its basic principle and technical implementation are systematically studied in four parts with 10 chapters.The first part is about the concept and theory of laser imaging target reconnaissance，modulation mechanism of laser，composition and characteristics of a reconnaissance system.The second part is about the principles and methods of signal sounding，data acquiring，data processing and laser image generation.The third part is about the technical implementation of the image feature extraction，target feature extraction，target detection and position，target classification and identification based on laser images for typical type of targets.The fourth part is about the sources and properties of errors of a laser imaging target reconnaissance system.This book is intended for technical researchers，especially those work in the fields of laser detecting，target reconnaissance，battlefield monitoring，remote sensing imaging and image processing.It can be also served as a reference for postgraduate and undergraduate students interested in these fields.
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第1章 绪论 201.1 激光成像概念 201.1.1 激光成像由来 20
1.1.2 激光成像特点 22
1.1.3 激光成像类型 23
1.2 激光成像目标侦察概念 251.2.1 激光侦察与激光成像 25
1.2.2 激光成像目标侦察定义 25
1.2.3 激光成像目标侦察特点 26
1.3 激光成像目标侦察原理 281.3.1 激光探测距离方程 28
1.3.2 激光成像目标取样 31
1.3.3 激光成像侦察信息获取与处理 33
参考文献 35
第2章 激光的大气与目标调制 372.1 激光的大气与目标调制概念 37
2.2 激光的大气调制特性 392.2.1 激光的大气吸收特性 39
2.2.2 激光的大气散射特性 41
2.2.3 激光的大气湍流特性 44
2.3 激光的目标调制特性 482.3.1 激光的目标调制特点及其分析方法 48
2.3.2 激光回波能量的调制特性 49
2.3.3 激光回波波形的调制特性 55
2.4 目标与大气的典型调制 572.4.1 目标的典型调制 57
2.4.2 大气的典型调制 61
参考文献 62
第3章 激光成像目标侦察系统 643.1 系统总体组成 64
3.2 激光发射系统 68
3.3 光学接收和探测系统 713.3.1 接收光学系统 72
3.3.2 主要技术参数 74
3.3.3 背景光抑制 76
3.4 光电收发校准系统 793.4.1 阵列收发光路校准 79
3.4.2 测距准确性校准 81
3.4.3 通道一致性校准 84
3.5 位置姿态测量系统 873.5.1 动态差分GPS定位系统 87
3.5.2 INS姿态测量系统 88
3.6 典型激光成像目标侦察系统 893.6.1 系统组成与功能 89
3.6.2 主要性能参数 91
参考文献 91
第4章 侦察信息获取与数据采集 934.1 目标取样和波束扫描 934.1.1 发射取样激光光斑特征 93
4.1.2 动态波束扫描探测效果 94
4.1.3 变分辨率取样的自适应变速扫描 97
4.2 激光成像侦察信息获取 1024.2.1 阵列发射光束形成 102
4.2.2 激光回波阵列接收探测 107
4.2.3 激光回波信号放大处理 111
4.2.4 激光回波波形数字化 116
4.3 激光成像侦察数据采集 1194.3.1 回波脉冲到达时刻鉴别 119
4.3.2 多路回波时延高分辨率测量 123
4.3.3 多路回波灰度高分辨率测量 130
参考文献 132
第5章 侦察数据处理与图像生成 1345.1 侦察数据处理 1345.1.1 文件处理 134
5.1.2 数据处理 136
5.2 目标距离像与灰度像生成 1405.2.1 图像生成方法 141
5.2.2 图像生成流程 141
5.3 目标波形像生成 1445.3.1 激光回波波形表示 144
5.3.2 基于最小二乘法的目标波形数据提取 146
5.3.3 基于EM算法的目标波形数据提取 148
5.4 目标层次像生成 1505.4.1 目标层次成像原理 150
5.4.2 多次回波数据处理 151
5.4.3 目标层次像生成 154
参考文献 154
第6章 侦察图像特征提取与处理 1566.1 激光图像特征分析 1566.1.1 回波波形宽度特征 156
6.1.2 回波能量特征 157
6.1.3 波形分布特征 158
6.1.4 波形像图像统计特征 160
6.2 激光图像特征提取 1626.2.1 基于多尺度的小波变换能量特征提取 163
6.2.2 基于模极大值的小波变换波形分布特征提取 171
6.3 特征的可分性测度评判 1756.3.1 类别可分性测度 176
6.3.2 小波特征评价 177
参考文献 178
第7章 激光成像侦察目标特征提取 1807.1 目标特征提取原理 1807.1.1 基于回波时延和层次的目标结构特征提取 180
7.1.2 基于回波能量的目标物理属性特征提取 182
7.1.3 基于回波波形的目标综合特征提取 183
7.2 基于回波波形的地面目标特征提取 1857.2.1 地面目标激光回波模型 185
7.2.2 地面目标参数分析 186
7.3 基于回波波形的空中目标特征提取 1887.3.1 空中目标激光回波表示 188
7.3.2 空中目标距离特征提取模型 189
7.3.3 空中目标位移特征提取模型 192
7.3.4 空中目标姿态特征提取模型 195
7.4 目标特征提取用基准回波脉冲 1997.4.1 基准回波脉冲构造原理 200
7.4.2 基准回波脉冲构造步骤 201
7.4.3 基准回波脉冲特性 201
参考文献 202
第8章 激光成像侦察目标检测与定位 2048.1 基于距离像的目标检测 2048.1.1 距离像特性分析 204
8.1.2 距离分割与分层 206
8.1.3 目标拟合与检测 208
8.2 基于波形像的遮蔽目标检测 2108.2.1 目标检测原理 210
8.2.2 遮蔽目标激光回波模型 211
8.2.3 遮蔽目标检测算法 213
8.2.4 遮蔽目标特性分析 216
8.2.5 实验分析 220
8.3 激光成像侦察目标定位 2268.3.1 目标定位原理 226
8.3.2 定位误差分析 228
参考文献 231
第9章 激光成像侦察目标分类识别 2339.1 侦察图像特征变换 233
9.2 基于径向基函数神经网络的目标分类识别 2359.2.1 RBFNN分类算法 235
9.2.2 分类识别方法 236
9.2.3 实验分析 237
9.3 基于支持向量机的目标分类识别 2409.3.1 支持向量机分类原理 240
9.3.2 分类器设计 242
9.3.3 实验分析 244
参考文献 247
第10章 激光成像目标侦察系统误差分析 24910.1 误差来源分类 249
10.2 数据采集误差 250
10.3 系统工作误差 256
10.4 系统集成误差 258
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