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相似文献
 共查询到18条相似文献,搜索用时 187 毫秒
1.
探地雷达天线分为两种,一种是屏蔽的,一种是非屏蔽的.屏蔽天线一般不会接收到地面干扰波,但非屏蔽的天线在接收地下反射波的同时也会接收到诸如墙体、汽车、高压线、路灯杆、钻机等产生的地面干扰波.在市区内进行探地雷达探测如何消除这些干扰波就显得非常重要.由于地面干扰波的频率和有效反射波的频率一致,采用频率域滤波方法难以将其消除.研究发现地面干扰波的二维频谱和有效反射波的二维频谱明显分离,可采用二维滤波的方式进行处理.通过人机交互的方式在二维频谱图上用任意截取法滤波可以很好地消除探地雷达地面干扰波.实际应用效果说明这种处理方法比较有效.  相似文献   

2.
机载探地雷达数值模拟及逆时偏移成像   总被引:4,自引:4,他引:0       下载免费PDF全文
机载探地雷达可以用于人类无法到达的危险地区、植被严重覆盖的地下目标体探测,然而由于机载探地雷达的特殊性,影响机载探地雷达探测效果的因素包括天线的极化方向、天线的飞行高度以及地表粗糙度等.为了研究这些影响因素与探测效果之间的关系,用三维时间域有限差分模拟电磁波的传播过程,以沙漠地区地下空洞掩体的机载探地雷达探测为实例,分别模拟了不同天线极化方向、天线高度及地表粗糙度情况下的机载探地雷达剖面,分析了各因素对机载探地雷达探测地下空洞目标体的影响.天线极化方向与目标体走向垂直更有利于地下目标体探测;天线距离地表越近,可以获得更高分辨率的雷达剖面;沙漠地表起伏越大,雷达剖面中的散射杂波能量越强,浅部地下目标体信号容易被掩盖.为了消除起伏地形造成的散射杂波,提出用逆时偏移成像技术对共炮集机载探地雷达数据进行偏移成像,成像结果优于基尔霍夫偏移成像结果.  相似文献   

3.
沙堆内小型管线的探地雷达模型实验研究   总被引:3,自引:2,他引:1  
地质雷达作为一种新的探测技术,广泛应用于城市管线探测、特别是非金属管道(直径Φ为150~400 mm)探测,取得了良好的效果,但是对小口径管道的探测研究不多.本实验是对埋于中等湿度、均匀介质沙堆内的Φ为40~150 mm的管线不同组合模型,进行900 M、600 M、200 M雷达反射波图像观测,探讨单管、双管、三管的图像特征,研究探地雷达图像的影响因素.研究结果显示:雷达探测的实际分辨率达不到理论分辨率;高频率天线图像精细,适合探测浅小的管线;管道充填水后,多次波明显增强;路面街砖会削弱雷达的管线异常信号,出现类似倾斜岩层等干扰信号;利用多次反射波可求得管径.本实验有助于我们在城市地下管线探测中能够快速准确地识别各类地下异常体的探地雷达图像.  相似文献   

4.
机载探地雷达可能解决危险环境或广域条件下的近地表探测问题,用于解决环境、生态或军事方面的问题.然而由于种种原因,该技术的发展却显得比较慢.为了推进该技术的发展,本文介绍了目前世界范围内机载探地雷达的进展,并利用时间域有限差分法对一些典型模型进行数值模拟,并用特定的偏移成像方法对模拟结果进行成像.目前存在的机载探地雷达主要有三种类型:第一种为将常规探地雷达天线悬挂在直升飞机上,第二种为针对机载探地雷达开发的雷达系统,第三种为具有探地能力的合成孔径雷达.数值模拟结果表明,不管是水平地面的情况下,还是起伏界面的情况下,机载探地雷达都能清楚探测一定深度范围内的地下目标.可见,机载探地雷达是存满希望的一种方法.  相似文献   

5.
为使物理模拟实验效果与实际探测情形更为接近,在室外自然条件下建立中尺度土壤石油污染实验模型,油污染区扩展深度超过1 m,采用实地探测中常用的500 MHz雷达天线进行长期定时探测.通过实测雷达图像特征、土壤含水量含油量分析,并对比前人开展的小尺度室内模拟试验结果,综合评价探地雷达对油污染区的探测效果.研究表明探地雷达探测图像异常特征与污染区扩散阶段密切相关:包气带内油污染区会引起振幅增强;毛细带的油污染区则表现为水位面反射轴附近清晰可辨的高幅异常区,且水位面反射轴呈下凹状;随扩散过程持续进行,异常区下移与水位面反射轴相交,并产生水平扩张.当污染土含油饱和度大于20%时,可通过雷达图像异常区圈定污染范围;当污染土含油饱和度大于15%时,可通过频谱图出现低频响应的位置圈定污染区水平范围.中尺度实验结果与室内小尺度模拟结果具有一致性,可作为油污染区雷达图像异常的解译依据.  相似文献   

6.
地下管线实际形状与准确位置的确定是探地雷达图谱解释的主要内容之一.制约管线探地雷达反射归位精度最主要的因素是电磁波在地层中的传播速度,如何准确确定电磁波传播速度是探地雷达偏移处理能否成功的关键.为便于对探地雷达图谱特征进行定量解释,开展了不同大小、埋深与重叠等情况管线的正演模拟与模型实验.结合小波熵理论与频率波数偏移成像方法,提出了一种基于小波熵的探地雷达频率波数偏移成像方法,将其应用于地下管线正演模拟与模型实验探地雷达信号偏移处理.研究结果表明:探地雷达图像经基于小波熵的频率波数偏移处理后,电磁波速度的估计值与真实值误差可控制在2%以内;随着管线管径大小与埋置深度的增加,绕射双曲线的开口弧度不断增大,管与管之间绕射波交叉干扰越严重;探地雷达信号经基于小波熵的频率波数偏移处理后可大大提高图像的分辨率,压制了多次波的干扰,使绕射双曲线更收敛,能量更聚焦,从而有利于地下管线实际形状与具体位置的准确提取.研究结果对城市地下管线探地雷达图谱解译工作提供技术支持.  相似文献   

7.
消除探地雷达数据的子波衰减和频散的反滤波方法   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
消除探地雷达数据的子波衰减和频散可以很好地提高探地雷达的勘探深度和勘探分辨率.常用的消除探地雷达数据的子波衰减和频散方法为反Q滤波方法.该方法需要利用地下介质的Q参数,但是正确求取地下介质的Q参数很困难.针对这一问题,本文提出了一种消除探地雷达数据的子波衰减和频散的反滤波方法.该方法以地下介质反射系数是随机数为前提,利用地下介质等效滤波器具有最小相位这个特性,通过求取等效滤波器的振幅谱来求取等效滤波器的反滤波器.最后,利用该反滤波器对探地雷达数据进行反滤波,实现消除探地雷达数据的子波衰减和频散.  相似文献   

8.
裂缝是沥青混凝土公路路面的常见病害,为了研究沥青混凝土中隐含裂缝的宽度与其探地雷达波场之间的对应变化关系,本文基于各结构层沥青混凝土的多相离散随机介质模型参数,应用量化约束多相离散随机介质模型建模算法,构建了与公路各结构层实际情况更相符的多相离散随机介质三维模型,并基于商用探地雷达蝶形天线三维模型,数值模拟与对比分析了探地雷达波在多相离散随机介质和均匀介质中的传播特征,研究了探地雷达波场随裂缝宽度变化的函数关系.研究结果表明:探地雷达波在多相离散随机介质中发生了散射,致使其数值模拟剖面具有明显的随机扰动特征和"噪声",降低了探地雷达对裂缝的成像能力;随着裂缝宽度由窄变宽,其在探地雷达剖面图上的横向异常宽度差异较小,但裂缝顶端绕射波振幅强度与裂缝宽度之间具有明显的规律性,这为探地雷达定量估算公路结构层隐含裂缝宽度提供了理论依据.  相似文献   

9.
由于融土和冻土之间存在明显的电性差异,使探地雷达成为研究多年冻土的有效手段之一.本文结合工程实例,对探地雷达在青藏高原多年冻土工程地质勘察中的应用效果进行了现场试验研究.分析了探地雷达探测多年冻土的物理前提条件,总结了多年冻土主要地质要素的雷达图像特征和探地雷达在多年冻土工程地质勘察中的实际应用效果.研究表明融土与冻土的雷达图像特征存在明显差异:融土雷达反射波为低频强宽振幅的稀疏波,波形较杂乱;冻土反射波为高频低振幅细密波,波形较为规则;探地雷达可较为准确地划分地层、识别多年冻土上限、确定多年冻土分布范围,但尚不能有效确定多年冻土的含冰量;另外,探地雷达对细颗粒土的探测效果要明显好于粗颗粒土.文章还指出了现场探测和图像解译分析中需要注意的事项和下一步需要研究解决的问题,建议在开展现场探测工作之前先在有钻探资料或天然地质剖面处进行对比试验,搞清测区内主要地层的物性参数,掌握有效波和干扰波的分布规律,从而提高雷达探测结果的准确性和可靠性.  相似文献   

10.
根系是植物的重要组成部分,根系研究对于植物、土壤以及生态系统研究的重要意义不容忽视.植物根系的传统探测方法不仅耗时费力而且会破坏根系原生环境.因此寻求一种无损性的植物根系探测技术尤为重要.探地雷达作为一种无损性探测方法,在根系参数估算方面具有巨大潜力.利用探地雷达2GHz频率天线在根径估测方面的优势,提出一个可实际应用的粗根生物量估算新方法,即:首先通过采集少量的根样本测得平均根密度;通过探地雷达野外测量实验建立基于探地雷达波形信号的根径估测模型对根径进行估测;基于根圆柱体(短根)或长锥体(长根)假设,通过估测的根径计算出根体积;最后利用根密度和根体积计算得到根生物量.得到主要结论如下:(1)直径大于0.5cm的粗根密度相对稳定;(2)从2GHz频率天线的探测数据中提取出的波形参数ΔT与根的深度无关,据此可建立精度较高的根径估测模型;(3)基于根密度和根体积可直接估算粗根生物量,无论粗短根或粗长根,新方法均能达到较高估算精度.上述结果验证了所建立的GPR根径估测模型和根生物量估算方法的合理性和有效性.  相似文献   

11.
宽带探地雷达系统研究及在工程检测的应用   总被引:4,自引:13,他引:4  
宽带探地雷达系统以其高分辨率而受到重视。我们系统地分析、模拟和实验测试了宽带天线,在同络分析仪的基础上研究和开发了宽带的探地雷达系统。对不同模型进行探测,结果表明系统具有很高的分辨率。更重要的是该系统可以在与被探测介质不接触的情况下对介质内部进行探测,具有很高的工作效率。在工程质量检测中将具有巨大应用前景。  相似文献   

12.
The so-called Wu and King antenna pattern is widely used in GPR because of its simple design and construction features. The main disadvantage is its limited efficiency due to transmitter energy losses which occur through lumped resistors. Based on the analysis of the electromagnetic field behaviour across the antenna, it is possible to replace the effect of the resistors by either storing the energy of the electric pulses, or damp them by means of one matched resistor, which will theoretically improve the efficiency of the antenna. In this paper we provide a theoretical analysis using a modified transmission line model together with simulation based on delayed potentials among other electromagnetic software, and measurement results using an impulse transmitter with fast MOSFET switches and a matched resistor that support this idea.  相似文献   

13.
张雷  陈浩  王秀明 《地球物理学报》2012,55(10):3493-3505
详细推导了模拟倾斜线圈系在横向各向同性地层中响应的垂向数值模式匹配方法,在轴对称模型下,该方法采用垂直本征模式描述三维激励源,使得三维问题可以在二维条件下快速解决,另外,本文引入的高阶基函数进一步提高了算法的计算速度.为了验证算法的可靠性与准确性,分别与均匀无限厚各向同性地层的解析解和横向各向同性地层的有限差分解进行对比,结果表明,模式匹配方法与它们吻合的较好.在此基础上,利用模式匹配方法模拟了倾斜线圈系和水平线圈系在横向各向同性地层的响应特征,计算结果表明:在横向各向同性地层中,倾斜线圈系的响应既受水平电导率的影响,也受垂直电导率的影响,而水平线圈系则只与水平电导率有关,由此,可以通过倾斜线圈系评价地层的各向异性特征.此外,本文还分析了钻铤对倾斜线圈系响应的影响,模拟结果表明,虽然钻铤没有改变相位值和幅度值的变化趋势,但对它们的绝对值有一定的影响,而且这种影响与不同法向角度也有关系,因此当组合不同倾斜线圈系进行地层评价时,需要对钻铤的影响进行校正.最后研究了不同法向角度线圈系在横向各向同性地层中的响应特征,得出不同法向角度线圈系的探测特性和对各向异性的敏感性都有较大的差异.本文的研究表明倾斜线圈系的响应与水平线圈系的响应不同,通过利用不同倾斜线圈系组合可以进行油气储层评价.  相似文献   

14.
全极化探地雷达正演模拟   总被引:4,自引:1,他引:3       下载免费PDF全文
全极化探地雷达不但能获取当前探地雷达使用的共极化信息,而且能使用交叉极化信息,进而更好地分析目标属性.本文在时域有限差分法的基础上,构建了全极化探地雷达的正演模拟方法,通过水平正交双方向同时接收获取全极化信息.标准目标体金属板和角反射器的正演模拟与实验室物理模型测试一致的共极化和交叉极化响应信息,证实了该正演模拟方法的...  相似文献   

15.
Ground Penetrating Radar (GPR) has been investigated as a non-destructive method for evaluating damage in concrete structures. However, the commercially available techniques are limited to detection of gross quantities of deterioration, due to the limited resolution of the system. The objective of this research is to evaluate a ground penetrating radar system with a novel Good Impedance Match Antenna (GIMA) for concrete structural assessment. This system has the capacity to detect concrete cracks as small as 1 mm thick, while being able to reflect from and detect features at depths of up to 360 mm. Laboratory results of testing of the GIMA antenna by using a step-frequency and a high-frequency impulse system are presented. The experimental results reveal that the GIMA antenna is capable for use in frequency ranges, at least as broad as 500 Mhz to 6 GHz for the step-frequency and 1 to 16 GHz for the high-frequency impulse system.  相似文献   

16.
Dipole antennas for ground-penetrating radar (GPR) radiate and receive electromagnetic waves with a strong directional dependence. Thus, experiments to measure in situ antenna radiation as functions of direction and polarization are of practical interest. Three field experiments were performed. One experiment was over a layered fluvial/eolian sequence; the other two used controlled targets (buried pipes and a metal ball). The radiation patterns were sampled by incrementally varying the antenna orientations and separations while recording reflections from the known targets. The results show qualitative, but systematic, correspondence with approximate theoretical far-field radiation patterns. Slow variations of amplitude with antenna azimuth and dip indicate that antenna orientations within 20° in the standard TE and TM acquisition geometries are adequate for most field applications, but not if detailed amplitude analysis is to be performed. Variations in antenna orientation or height (particularly for heights less than one-quarter wavelength) above the free surface introduce corresponding biases or uncertainties into recorded amplitudes. The variance within any suite of measurements is, in part, a consequence of differences in ground impedance at each antenna location. The theoretically predicted sensitivity to antenna height is mediated by surface roughness at high frequencies. It is necessary to include, or compensate for, the antenna radiation pattern in analysis of field data amplitudes, in experiment design, and in selecting appropriate antennas for specific applications.  相似文献   

17.
This paper describes a GPR study carried out with the aim of evaluating deterioration of concrete floors in a textile factory. In the past, production process waste was spilt onto the floor of the factory. A slow but continuous action from this waste on the concrete caused a significant variation in its porosity that can be detected by studying changes in the GPR reflected pulse. A simple synthetic model was developed in order to obtain information about how the response of the GPR antenna pulse is affected by changes in the porosity of concrete. It should also be taken into account the different conditions of the factory floor at the time of testing, as it had been isolated from the action of waste for many years. The heterogeneous conditions of the floor and the simplicity of the model used did not allow for an accurate estimate of the porosity; however, it was possible to map degraded areas of the floor in relationship to changes in the reflected signal. Core samples taken showed that some areas had concrete porosity of 15% and up to 25%, which is closer to that of sand than to concrete.  相似文献   

18.
Ground penetrating radar (GPR) is currently within the scope of China's Chang-E 3 lunar mission, to study the shallow subsurface of the Moon. In this study, key factors that could affect a lunar GPR performance, such as frequency, range resolution, and antenna directivity, are discussed firstly. Geometrical optics and ray tracing techniques are used to model GPR echoes, considering the transmission, attenuation, reflection, geometrical spreading of radar waves, and the antenna directivity. The influence on A-scope GPR echoes and on the simulated radargrams for the Sinus Iridum region by surface and subsurface roughness, dielectric loss of the lunar regolith, radar frequency and bandwidth, and the distance between the transmit and receive antennas are discussed. Finally, potential scientific return about lunar subsurface properties from GPR echoes is also discussed. Simulation results suggest that subsurface structure from several to hundreds of meters can be studied from GPR echoes at P and VHF bands, and information about dielectric permittivity and thickness of subsurface layers can be estimated from GPR echoes in combination with regolith composition data.  相似文献   

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