探地雷达在中央粮库工程勘察中的应用

探地雷达是一种重要的浅层勘探地球物理勘察方法,从探地雷达应用的地球物理应用前提出发,详细阐述了探地雷达实测工作中测量方式、天线频率、采样率及时窗等工作参数的选取;归纳总结了雷达波的反射规律,分析了可能导致雷达资料误解释的绕射波及解决方案,并以中央储备粮益阳直属库北栋仓库纵测线3为例,说明了探地雷达勘察效果.     

探地雷达在地下考古遗存探测中的实验与应用

近年来,探地雷达被越来越多地应用于考古探查中。由于反演多解性问题的存在,雷达图像上的异常既可能是考古目标引起的,也可能是由于地下环境介质的不连续性引起的,所以探究不同类型的考古遗存在探地雷达图像上的典型异常响应,有助于准确识别雷达图像上的“真”异常,剔除一些“假”异常。首先,本文基于西北干旱-半干旱区文物埋藏环境,在河北省怀来县遥感综合试验站试验区设计实施了地下目标体探地雷达探测实验,分析了不同材质的小尺度目标体及夯土结构在探地雷达图像上的响应特征;然后,进一步将探地雷达应用于悬泉置遗址地下城墙基址的探测,对城墙在雷达图像上的响应特征进行了分析。实践表明,探地雷达技术在埋藏浅、小尺度、物性差异不大的考古探查中具有很好的效果,得到并解释了点状、线状、面状等不同考古目标体在探地雷达图像上的响应规律。     

复频探地雷达在未爆弹探测中的应用

使用搭载200&400 MHz复合天线的LTD系列探地雷达,对埋设的未爆弹进行探测试验,并运用克希霍夫积分偏移法及三维插值算法对探地雷达数据进行三维成像。试验结果能准确地反映出浅埋未爆弹的位置信息,可指导排爆人员进行精确的开挖及排除。     

探地雷达在土地整治道路工程验收中的应用研究

道路验收工作中,厚度、压实度等工程参数常常是验收工作中的重要指标,基于探地雷达的道路工程质量检测技术在土地整治项目区的道路验收中可以达到无损、快速和准确。研究采用pulse EKKO PRO 1000型探地雷达,使用剖面法对道路工程混凝土路面进行雷达探测,结合现场钻孔取心进行电磁波速度修正,经过校正、增益、背景去噪、反褶积等多项预处理,有效抑制噪声,提高分辨力,最后根据相应的电磁波传播速度值完成厚度分析工作,获得不同设计标准的道路工程面层与基层的厚度结构与路面的均匀度情况。结果表明,探地雷达对道路厚度结构探测最大相对误差不超过1.43%,标准差介于0.08~0.66之间,可见其准确度超越了传统方法,精度可靠;经处理后雷达图像清晰,可同步了解道路面层与基层的介质均匀度情况,其中面层厚度起伏不大,个别路段基层压实不充分,厚度不均。符合设计标准与验收要求,为土地整治道路工程的验收与质量评价工作提供有效的帮助。     

基于包络检波和STFT谱分析的探地雷达土壤分层信息识别

土壤分层信息,特别是表土层结构,对土地生产力具有重要影响,是评价土壤质量的一个重要指标。为了快速、准确地获取土壤分层信息,本文利用探地雷达对分层土壤进行了回波信号采集,并分别在时域和频域分析土壤层位置和层厚信息。首先在信号预处理的基础上,借助包络检波方法确定在土壤分层界面在时域上的位置;然后获取电磁波速度,得到土壤分层厚度。考虑到土壤介电常数与电磁波在土壤中传播速度的相关性,采用短时傅里叶变换方法（Short-time Fourier Transform,STFT）获取各土壤层时频域特征值,并利用回归分析建立特征值与介电常数之间的数学关系,实现对各土壤层的介电常数估算,从而计算出电磁波传播速度,进而确定土壤各层厚度。为验证算法的有效性,分别对理想模拟实验环境和农田环境进行了探地雷达实验,结果表明利用包络检波对探地雷达回波信息进行分析,土壤层检出率达到94.5%,借助STFT谱分析进行探地雷达回波速度估计,对于70 cm深度以上土层厚度计算误差大都保持在10%以下,但随着土壤深度的增加,误差变大。总体来说,本方法能有效识别浅层土壤的分层信息,可应用于实际生产中耕层厚度的估测。     

探地雷达技术在岩溶探测中的应用

以黄河万家寨库区右岸岩溶探测为例,论述了雷达探测方法的技术及其工作原理,并结合岩溶探测实例,分析了岩溶地质现象所产生的雷达波场异常的空间展布特征,划定了该测区溶洞、溶蚀裂缝等岩溶地质异常的空间展布范围,验证结果表明:探地雷达技术在浅层岩溶探测中的有效性.     

泰安市岩溶塌陷特征及探测方法研究

泰安市岩溶塌陷点主要集中在城区水源地与旧县水源地,对当地居民生产生活造成严重影响,急需查明已知塌陷点范围及隐伏溶洞位置,进行针对性治理。本文通过应用地质雷达、高密度电法与浅层地震,对已知土洞、隐伏溶洞及已知塌陷点进行探测,对东羊娄村与羊西村探测异常进行钻探验证,结果吻合较好。经分析研究认为:地质雷达能较好地分辨浅部土洞的位置;浅层地震探测深度较大,可以较准确地分辨覆盖层厚度与隐伏溶洞的空间位置,但对浅层土洞的分辨率较低;浅层土洞与隐伏溶洞在高密度电法电阻率断面图上有明显的反映,其分辨率不如地质雷达与浅层地震。根据不同物探方法的优点,结合研究区地质情况,提出了综合物探方法探测隐伏岩溶的最优化方案,以供参考。     

探地雷达薄层信号的谱反演算法

为了从多层介质的探地雷达回波数据中提取薄层的位置和厚度信息,推导和验证了在频率域内实现的谱反演算法。该算法给出了各反射面的广义反射系数,并建立了用于联系反射系数序列频谱和薄层参数的代价函数并进行反演。仿真结果表明,对于厚度小于调谐厚度的薄层,该算法也可以进行准确反演,从而提高了对于薄层的分辨能力。     

探地雷达方法在特殊含油污水管道渗漏探测中的应用

基于含油污水管道内输送液体温度高、无压和检测区域面层为硬化混凝土的特点,对某厂区含油污水铸铁管道地下渗漏问题,利用探地雷达方法进行了探测.分析表明,污染物在地层中的扩散形态、污染物与孔隙水的导电性和综合介电常数是影响探测结果的主要因素,而这些因素又受到土层孔隙度、饱和度和污染物与孔隙水的相互作用影响,从而改变了土壤污染...     

相控阵天气雷达探测性能分析

为检验新型C波段相控阵天气雷达进行探测性能,根据外场试验数据,分析了雷达探测主要参数对相控阵天气雷达探测效果的影响,探讨了相控阵天气雷达与多普勒天气雷达回波数据存在的差异。结果表明:相控阵天气雷达低层仰角采用Split cut方案进行探测,可改善探测能力和径向速度模糊的问题。晴空条件下,增加相控阵雷达脉冲宽度、脉冲积累数,降低天线转速可以明显提高弱回波数据采样质量。相控阵天气雷达整体探测采样率不及多普勒雷达,对弱回波探测能力不佳,其主要采样数据集中在中值和大值区,弱回波区采样数较少,需改进相控阵天气雷达弱回波探测的能力。     

杂波图控制的气象雷达地物杂波抑制器

本文提出在非相参地物杂波抑制器上加装地物杂波图,在杂波区能更有效地抑制地物杂波,提取气象信息,杂波区外则不进行地物杂波抑制处理,即无地物杂波处理损失,这就改善了气象雷达地物杂波抑制的性能。 首先对我们研制的地物杂波抑制器现存的问题进行分析,然后简述杂波图控制的地物杂波抑制器的原理和绘出杂波范围0至100公里,方位分辨率0.7度,距离分辨率1公里的雷达杂波图系统的硬件设计,最后给出713雷达的整机实验结果。     

90年代天气雷达监测网建设与发展

介绍美国、欧洲、中国９０年代高级天气雷达监测网建设与发展概况和瑞士的Ｍｅｔ－Ｎｅｔ高级气象雷达数据网系统的主要技术特色     

基于SRTM数据的广东新一代天气雷达覆盖研究

本文利用SRTM3高分辨率的数字高程模型（DEM）对广东省已建成的12部新一代天气雷达分别进行地形阻挡分析。结果表明,在低仰角（0.5°）的观测结果中,韶关、连州以及肇庆雷达受地形阻挡较严重,深圳、阳江、梅州和汕尾的雷达也有大面积阻挡区域,其余雷达的覆盖效果均很好。随着扫描仰角的抬高,地形对雷达波束的阻挡有所减弱。从第4个仰角 （3.4°）开始,所有雷达均无地形阻挡。在海拔5 km范围内12部雷达可以完全覆盖广东全省,大部分地区至少有4部雷达重叠。离地3 km和海拔3 km的雷达覆盖情况均显示,除广东省北部和西北部极少部分地区没有雷达覆盖外,大部分地区均有2部以上雷达覆盖,珠江三角洲入海口一带甚至有4~6部雷达重叠。在离地2 km范围内,广东省雷达组网能够有效覆盖广东省大部分区域。在离地1 km范围内,广东省北部和西北部雷达覆盖效果不太理想,存在较大的空白区。在离地高度2 km和海拔高度3 km以上,雷达组网基本可以覆盖广东全境,因此可以认为广东省雷达的总体布局较好。     

探地雷达管道参数自动提取方法

在利用探地雷达进行隐埋管道探测时,管道对应的反射波在剖面上表现为类似双曲线的形态,利用该管道反射波可以确定管道位置和管道半径等参数。为了能自动提取出管道参数,提出了一种结合广义二次相关求管道反射波时差、Ｈｏｕｇｈ变换求到时和最小二乘曲线拟合的管道参数自动提取方法。对实验数据的处理结果表明:在没有任何先验信息的情况下,该方法可以自动、准确地从探地雷达剖面上提取出隐埋管道的位置和半径参数。      

天气雷达数据处理系统的设计与实现

天气雷达数据处理系统是“全国天气雷达终端更新”项目的关键,其目的就是要实现雷达回波信号的高速采集与处理、天线控制、实时显示与存储、回波强度定标等功能。设计中,利用复杂可编程逻辑器件（CPLD）和QuarmsII设计软件,产生各种复杂的时序逻辑控制时钟,协调信号处理器、天线控制器中各功能电路的工作。实现的数据处理系统达到了系统的技术指标,通过实际使用证明,系统性能稳定可靠、结构简单、界面友好、操作方便、便于升级,完全能够实时、高效地处理常规天气雷达信号。     

天气雷达数据处理系统的设计与实现

天气雷达数据处理系统是“全国天气雷达终端更新”项目的关键,其目的就是要实现雷达回波信号的高速采集与处理、天线控制、实时显示与存储、回波强度定标等功能。设计中,利用复杂可编程逻辑器件（CPLD）和quartusⅡ设计软件,产生各种复杂的时序逻辑控制时钟,协调信号处理器、天线控制器中各功能电路的工作。实现的数据处理系统达到了系统的技术指标,通过实际使用证明,系统性能稳定可靠、结构简单、界面友好、操作方便、便于升级,完全能够实时、高效地处理常规天气雷达信号。     

X波段双偏振雷达反射率的衰减订正

雷达在探测降雨时,回波都有衰减。波长较短的X波段雷达地衰减更严重,所以有必要对其回波进行衰减订正。X波段雷达回波差分传播相移(KDP)比C、S波段的要高1.5~3倍。因此可以合理地考虑利用KDP对X波段雷达回波信号反射率的衰减进行订正。又由于当KDP的值较小时,对回波反射率订正效果受到其他因素影响。所以当KDP值较小时,使用反射率(ZH)自身进行订正。利用成都信息工程学院X波段双偏振天气雷达的探测降雨过程的回波数据,在已经提出的算法的基础上,利用ZH-KDP综合算法进行软件设计,并分析回波反射率在算法处理前后的效果。通过订正处理前后的数据绘制曲线图,定量对比分析订正处理前后的反射率值,订正处理后的值比订正处理前的值有增强,又用相同时刻S波段的回波数据对X波段的订正效果进行验证,二者值的大小相差不多,说明ZH-KDP法对回波反射率的衰减有改善。     

从卫星雷达提取地面高程信息的原理与应用

综述各种从卫星雷达影像提取地面高程信息的基本原理及其处理流程。首先分析雷达测量的特征及其与一般航测遥感的基本差别，随着着重介绍了从单幅雷达影像和各种干涉模式下的雷达影像提取地面高程信息的原理和数据处理流程。最后叙述了雷达干涉测量的应用领域，列出了INSAR在地形测量、火山地形测量和D－IN－SAR在地形沉降监测中的应用，并对我国目前雷达数据处理所面临的问题和挑战进行了探讨。     

毫米波云雷达反演层云微物理参数的个例试验

为了研究层状云微物理性质,了解层云粒子分布特征,通过毫米波雷达收集的功率谱数据估算层状云中的空气湍流谱宽值,并利用雷达回波强度、多普勒速度、速度谱宽及湍流谱宽值得到层状云微物理参数反演公式。将反演得到的反射率谱与毫米波雷达实测反射率谱进行对比,发现反演的反射率谱与雷达实测反射率谱比较类似,结果验证了反演方法的合理性。研究结果表明,层云反演方法能够比较准确的反演层云微物理参数,反演结果对了解层状云微物理性质与分布特征具有一定的参考意义。     

雷达风矢产品性能对比分析

在对比风廓线雷达和多普勒雷达风廓线产品两种雷达风矢产品的探测原理和产品性能的基础上,对两种雷达风矢产品在不同天气状况下的探测资料进行了对比,并寻找两者在不同天气状况下的异同点。结果表明:两种雷达风矢产品都可以获得时间分辨率较高的风矢变化过程资料,并且两者对确定低空急流、垂直风切变、涡度、冷暖平流等都有重要帮助。晴天和大降水情况下,两者差别较小,可信度较高。在小降水和系统过境时,两者差别较大,需要验证以后才可使用其所得数据。