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全书共分绪论、探测波的数学描述与处理基础、海洋成像探测仪器、海洋几何量测量仪器和海洋传感器五部分。本书力图通过通俗易懂的分析、讲解帮助读者掌握基本的海洋探测仪器开发思路，对海洋探测仪器的工作原理、探测模型形成更加深刻的认识；帮助精密仪器专业的读者在构建完整的经典测控仪器知识结构的基础上，将涉及自然信道问题的声呐、雷达等方面的知识进行有机融合，从而扩展相关知识结构；同时还希望为其他相关专业本科高年级学生、研究生及相关研究人员提供有益的知识、思路和观点。
本书可作为海洋技术专业、海洋科学专业及其他涉海专业学生教材，也可作为海洋探测仪器开发技术人员参考用书。
薛彬，博士。天津大学海洋科学与技术学院副教授、博士生导师。美国加利福尼亚大学圣芭芭拉分校访问学者。
长期从事新体制海洋探测仪器、海洋传感器以及海洋计量的研究。主持天津大学海洋科学与技术学院海洋技术专业光电类、仪器类课程建设和改革工作，主讲海洋探测仪器专业核心课程。
主持国家级重点项目、国家自然科学基金项目、天津市自然科学基金项目等数项；发表论文共30余篇；授权发明专利5项。
现任中国海洋学会海洋观测技术分会第四届委员会委员。
第1章 绪论 1.1 海洋探测仪器的定义与特点 1.1.1 海洋探测仪器的定义 1.1.2 海洋探测仪器的工作环境特点 1.1.3 海洋探测仪器的技术特点 1.2 海洋探测仪器的分类 1.2.1 按探测要素分类 1.2.2 按探测原理分类 1.2.3 按探测方式分类 1.2.4 按搭载平台分类 1.2.5 其他分类方式 1.2.6 本书的分类方式 1.3 海洋探测仪器的学科交叉内涵 1.3.1 海洋科学视角下的海洋探测仪器 1.3.2 仪器科学与技术视角下的海洋探测仪器 1.3.3 海洋探测仪器的学科交叉发展趋势 1.4 海洋探测仪器的技术剖析 1.4.1 探测媒介 1.4.2 探测信道 1.4.3 探测机理 1.4.4 探测体制 1.4.5 外围支撑技术 1.4.6 数据质量保障技术 1.4.7 海试与产品化技术 1.5 海洋探测仪器的关键技术指标 1.5.1 探测距离 1.5.2 分辨率 1.5.3 响应速度 1.5.4 重复性和准确性 1.6 本书的组织结构 1.7 小结第2章 探测波的数学描述与处理基础 2.1 探测波的数学描述 2.1.1 声波信号的数学表达 2.1.2 光与电磁波信号的数学表达 2.1.3 亥姆霍兹方程 2.2 傅里叶变换 2.2.1 傅里叶变换的定义 2.2.2 空间函数傅里叶变换的物理解释 2.2.3 傅里叶变换的性质 2.2.4 常用的函数 2.3 拉普拉斯变换 2.3.1 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关联 2.3.2 拉普拉斯变换的定义 2.3.3 拉普拉斯变换的性质 2.3.4 传感器信号通路设计中的拉普拉斯变换 2.4 现代信号处理概述 2.4.1 随机信号 2.4.2 参数估计 2.4.3 匹配滤波器 2.5 小结第3章 海洋成像探测仪器 3.1 成像的基本概念 3.2 成像系统的基本结构 3.3 几何成像模型 3.3.1 小孔成像模型 3.3.2 扫描测距成像模型 3.3.3 几何成像模型的数学表达 3.3.4 几何成像模型的特点 3.4 波动成像模型 3.4.1 波动成像模型的物理描述 3.4.2 波动成像模型的数学描述 3.4.3 波动模型中从物到像的卷积表达 3.5 波动成像模型的分析与求解 3.5.1 线性空不变系统理论 3.5.2 波动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 全息成像模型的数学描述 3.6.3 全息成像模型与波动成像模型的关系 3.7 成像分辨率 3.7.1 成像分辨率的空域内涵 3.7.2 成像分辨率的频域内涵 3.7.3 成像分辨率的傅里叶分析 3.7.4 主动成像模式下的成像分辨率 3.8 成像系统的分辨率性能分析 3.9 典型海洋成像仪器的模型剖析 3.9.1 合成孔径雷达／声呐 3.9.2 侧扫成像声呐／雷达 3.9.3 层析成像技术 3.10 小结第4章 海洋几何量测量仪器 4.1 精密几何量测量与海洋几何量测量 4.2 几何测距模型 4.2.1 线纹尺比对模型 4.2.2 飞行时间模型 4.2.3 几何测距模型的特点 4.3 波动测距模型 4.3.1 脉冲回波模型 4.3.2 线性啁啾测距模型 4.3.3 FMCW测距模型 4.3.4 三种测距模型的关系 4.4 测距与成像的关系 4.4.1 宽带信号逆向传播成像原理 4.4.2 测距叠加的图像生成原理 4.4.3 成像和测距的数学一致性 4.5 测距模型的分辨率性能分析 4.5.1 绝对测距分辨率 4.5.2 相对测距分辨率 4.6 常用测角模型 4.6.1 时延测角模型 4.6.2 相位差测角模型 4.6.3 双积分法测角模型 4.7 常用测速模型 4.7.1 多普勒效应 4.7.2 多普勒测速的原理性精度特点 4.7.3 基于多普勒效应的测速模型 4.8 典型海洋几何量测量仪器的模型剖析 4.8.1 多波束回波测深仪 4.8.2 声学多普勒流速剖面仪(ADCP) 4.9 小结第5章 海洋传感器 5.1 传感器与海洋传感器 5.2 传感器的一般逻辑结构 5.2.1 自然科学效应 5.2.2 信号通路设计 5.3 传感器信号通路中的阻抗匹配 5.3.1 阻抗的一般定义 5.3.2 阻抗匹配的方法 5.4 传感器信号通路中的放大与滤波 5.4.1 信号放大 5.4.2 信号滤波 5.5 传感器信号通路中的信号转换方法 5.5.1 调制与解调 5.5.2 数字量信号形式 5.5.3 电桥 5.5.4 电压-电流转换电路 5.5.5 电流-电压转换电路 5.6 传感器测量结果的常用估计方法 5.6.1 最小二乘估计 5.6.2 最大似然估计 5.7 海洋传感器设计举例 5.7.1 铂电阻测温效应 5.7.2 铂电阻温度传感器信号通路设计 5.8 小结主要参考书目
