内容简介
空间光学遥感器涉及光学、机械学、电子学、热学等多个学科，其设计和研制在材料、检测、可靠性等方面有诸多特定的要求。本书从光电探测的基本原理入手，紧随新材料、新器件、新工艺的发展步伐，全面系统地论述了光电探测器驱动与信号处理、信号采样与数字化、星上处理、光电探测系统测试与评价、空间光学遥感器控制、电磁兼容性设计和空间适应性设计与分析，并阐述了空间光电探测系统的发展趋势。
编辑推荐
该书是空间光学遥感器光电探测方面，兼具理论与工程深度的一部著作。
前言
空间光学遥感器是装载在人造地球卫星、飞船等航天器平台上，对地球和太阳系其他星球及系外深空进行探测的仪器，是航天器及时获取信息的重要仪器，得到世界各国的高度重视。典型的空间光学遥感，由来自目标的电磁辐射穿过介质进入空间光学遥感器镜头，经光电转换和处理变成数据，数据通过无线传输方式传回地面，通过数据处理及分析(解译)获取目标信息。空间光学遥感器的发展在于追求极致的精度和高分辨率，这与新型光电探测技术、新光电器件以及信息处理等技术密切相关。本书的重点是空间光学遥感器的光电探测及控制，从光电探测技术基础理论出发，对光电探测器驱动与信号处理，信号采样与数字化理论及设计，星上数据处理技术，光电和光机控制技术以及电磁兼容技术等进行了阐述，后对光电探测及控制系统的空间适应性进行了分析，并对其测试与评价体系进行了全面说明。本书主要为从事空间光学遥感器研制的光电专业技术人员以及本方向的高校学生提供参考。全书共9章。第1章，主要介绍遥感器光电探测系统的总体框架；第2章，主要介绍光电探测物理基础及探测器件；第3章描述CCD、红外及单光子探测器及其处理电路的设计；第4章，介绍了信号采样与数字化理论基础以及各类探测器采集及传输的设计方法；第5章，对星上预处理技术、智能云检测技术等进行描述；第6章，对光电探测系统的测试及评价要素分9项进行了详细阐述；第7章，分别介绍了控制系统的分类、组成及各类型控制技术的性能评测方法；第8章、第9章分别从电磁兼容性及空间适应性方面分析了光电探测系统的设计要素。本书以王小勇为主撰写。其中郭崇岭负责第1章统稿，第2章由吴淞波统稿，第3章由董龙、薄姝撰写，第4章由荣鹏、程芸撰写，第5章由武文波、李春梅撰写，第6章由李春梅、董书莉撰写，第7章由宋莉撰写，第8章由苏浩航撰写，第9章由赵宇、武永见、赵野撰写。本书的出版得到了北京空间机电研究所领导的指导和鼎力支持，作者在此表示诚挚的谢意。由于本书涉及的知识面较广，限于作者水平，难免会有一些疏漏和不足之处，恳请读者批评指正。作者2020年10月
目录
第1章 绪论11.1空间光学遥感器概述11.2空间光学遥感器光电探测系统简述21.2.1光电探测系统概论21.2.2光电探测系统总体框架4参考文献9第2章 光电探测技术基础102.1光电探测物理基础102.1.1不同谱段的光电转换的原理102.1.2不同物质、材料感光特性122.2光电探测器件172.2.1可见光CCD探测器172.2.2可见光CMOS探测器502.2.3红外探测器组件622.2.4单光子雪崩光电二极管（SPAD）802.3光电探测系统原理及基本组成85参考文献86第3章 光电探测器驱动与信号处理（焦平面FPA）883.1CCD探测器驱动与模拟信号处理883.1.1典型CCD探测器成像电路组成883.1.2CCD探测器驱动电路设计883.1.3CCD探测器模拟信号处理1083.1.4CCD探测器电源设计1103.1.5CCD探测器驱动与模拟信号处理电路设计举例1153.2红外探测器驱动与模拟信号处理1183.2.1红外探测器驱动与模拟信号的特点1183.2.2红外探测器驱动与模拟信号处理电路的典型组成1193.2.3偏置电压的产生1193.2.4时序驱动信号的产生1223.2.5模拟信号的调理1233.2.6应用设计举例1253.3单光子探测器及焦面电路1333.3.1SiAPD及其驱动电路1343.3.2偏置电压调节电路1413.3.3前置放大电路1453.3.4主放大电路153参考文献159第4章 信号采样与数字化1614.1信号采样与数字化理论概述1614.1.1采样定理1614.1.2采样保持1634.1.3噪声的种类和分布1654.1.4均方根噪声与信噪比1684.1.5无噪声码分辨率和有效分辨率1684.1.6滤波器1694.2CCD的采集与数字化1764.2.1CCD信号采集与双采样理论1764.2.2CCD信号通道带宽设计1784.2.3CCD模拟信号传输1794.3红外探测信号的采样和数字化1824.3.1红外探测信号的采集1824.3.2红外信号通道带宽设计1834.3.3红外模拟信号传输1844.4单光子探测信号的采集和数字化1874.4.1单光子探测信号的采集1874.4.2单光子信号通道带宽设计1894.4.3单光子模拟信号传输1904.5高速数字图像传输1904.5.1CCD图像高速数字传输1904.5.2红外图像数字传输1944.5.3单光子点云数据传输197参考文献198第5章 星上数据处理技术1995.1遥感器星上处理技术概述1995.2星上遥感器预处理技术2005.2.1星上遥感数据辐射校正技术2015.2.2星上成像参数自适应调整技术2065.2.3星上图像增强技术2095.2.4星上图像HDR技术2125.3星上云检测技术2185.3.1基于阈值法的云图像分割2185.3.2基于光谱特征的云检测技术2215.4星上瞬态点目标（闪电）检测识别技术2225.5基于深度网络学习的遥感目标检测技术2255.5.1遥感目标检测特点2255.5.2卷积神经网络原理及实现2275.5.3基于卷积神经网络的遥感目标检测2335.6星上数据压缩编码技术2365.6.1星上JPEG2000压缩技术2375.6.2星上视频压缩编码2415.6.3图像压缩质量评价2435.6.4星上压缩技术未来发展2475.7星上数据处理平台技术2495.7.1星上处理资源分析2495.7.2数据处理通用框架设计2515.7.3星载瞬态点目标（闪电）检测设计与实现2575.7.4基于专用压缩芯片的压缩编码处理设计与实现2615.7.5遥感目标实时检测系统的设计与实现264参考文献275第6章 光电探测系统测试与评价2786.1光电响应非线性度和满阱2796.1.1定义及物理意义2796.1.2测试方法2796.1.3数据处理2806.2增益线性度2816.2.1定义及物理意义2816.2.2测试方法2826.2.3数据处理2826.3稳定性2836.3.1定义及物理意义2836.3.2测试方法2846.3.3数据处理方法2846.4信噪比2876.4.1定义及物理意义2876.4.2测试方法2886.4.3数据处理2886.5暗信号2906.5.1定义及物理意义2906.5.2测试方法2906.5.3数据处理2906.6像元非均匀性2956.6.1定义及物理意义2956.6.2测试方法2956.6.3数据处理2956.7动态范围2966.7.1定义及物理意义2966.7.2测试方法2966.7.3数据处理2976.8异常像元2976.8.1定义及物理意义2976.8.2测试方法2986.8.3数据处理2986.9红外噪声等效温差2986.9.1定义与物理意义2986.9.2测试方法 2996.9.3数据处理299参考文献300第7章 空间光学遥感器控制技术3027.1空间光学遥感器控制系统概述3027.2空间光学遥感器控制系统的分类与组成3027.2.1测量元件3047.2.2执行元件3087.2.3控制器3107.3光束指向控制技术及性能评测方法3117.3.1光束指向控制技术3117.3.2光束指向控制系统的性能评测方法3187.4光束扫描控制技术及性能评测方法3217.4.1扫描镜的光束扫描控制技术3217.4.2望远光学系统的扫描控制技术3267.4.3光束扫描控制系统的性能评测方法3297.5光束跟瞄控制技术及性能评测方法3347.5.1光束跟瞄控制技术3347.5.2光电稳定平台目标跟踪试验3447.5.3光束跟瞄控制系统的性能评测方法3477.6光束质量调整控制技术3497.6.1光机稳定成像及其复合控制技术3497.6.2自适应成像控制技术3577.7小结374参考文献376第8章 电磁兼容性设计3788.1空间光学遥感器EMC问题特殊性3798.2遥感器的EMC设计3828.2.1滤波设计3848.2.2电缆设计3868.2.3接地和搭接设计3878.2.4屏蔽设计3908.2.5PCB EMC设计3948.3遥感器EMC试验及预测4038.3.1遥感器EMC试验4038.3.2遥感器EMC预测404参考文献406第9章 空间适应性设计与分析4079.1概述4079.2电子学热设计与热分析4079.2.1遥感器电子设备热环境4089.2.2热设计方法4149.2.3热分析方法4209.3抗辐照设计4249.3.1自然空间辐照环境4249.3.2光学遥感器辐照效应4259.3.3空间抗辐照技术4279.4材料放气和污染对相机的影响4309.5表面冷焊的影响4309.6遥感器充电与放电4319.6.1真空放电4319.6.2微放电4319.6.3表面静电充放电4329.6.4体内放电432参考文献433