探地雷达小波的构造及在提高雷达信号分辨率中的应用

从理论上详细分析了探地雷达子波的形成机理,提出了一种构造探地雷达小波函数的方法。与Cauchy小波及Morlet小波相比,以这种小波作为基本小波,应用于探地雷达实际资料处理中,在提高探地雷达剖面分辨率的同时,还能保持较高的信噪比     

应用MATLAB实现探地雷达数据小波变换处理

文章应用Matlab实现了探地雷达原始数据的读取及分析处理,并给出了Matlab下探地雷达数据的小波变换处理实例,应用效果令人满意,为探地雷达数据自主应用提供了新思路.     

应用复小波定义探地雷达相位

Hilbert变换为基础的信号分析方法丰富了探地雷达的观测参数,为数据处理提供了更多依据。Hilbert变换针对的是“窄带”信号,对噪声非常敏感,而探地雷达信号不可避免存在噪声,且在频散介质中传播发生频散,其信号有一定的带宽。应用时一频性质较好的小波变换定义相位,较好的克服了这些问题,该方法采用连续复小波变换将探地雷达信号分解为实部和虚部,进而定义相位。     

探地雷达数据处理方法及其应用

在现有探地雷达反射法剖面数据处理技术基础上，提出一个数据处理方法模式，包括数据编辑、常规滤波、时间增益、数字处理、图形处理、显示和解释等。主要以实例阐述了模式各阶段的作用及其相互关系，强调数据处理方法的组合方式应简洁至上，遵循地质解释的处理准则。     

探地雷达信号特征分析和分辨率提高方法研究

探地雷达信号的奇异点或突变点作为雷达信号的重要特征通常反映介质重要信息,如电性变化界面或异常体等。分析了探地雷达信号在Hilbert变换下,利用小波变换确定探地雷达信号奇异点位置的方法。解决了传统傅立叶变换只能从整体检测探地雷达信号奇异性的局限性。并且由于小波变换良好的时频局部化特性,进一步讨论了其在提高探地雷达信号分辨率的研究中的应用。     

基于小波域KL变换的探地雷达信号处理

探地雷达目标回波信号通常会受到串扰(或直达波)、随机噪声等的干扰,致使目标信号难以分辨。利用小波分析的时频局部化特性和多道探地雷达记录中直达波、目标回波信号以及随机噪声等的不同相关性,对探地雷达记录进行小波分解,得到多频段的小波剖面,再对不同频段的小波剖面做KL变换,实现了串扰抑制。通过实验数据和现场实测数据验证了该方法的有效性。     

用连续小波变换分析探地雷达回波信号

脉冲探地雷达回波信号是典型的非平稳、非线性信号.本文通过连续小波变换,对地下圆柱目标实测结果进行分析,得到了目标冲击响应的典型波形特征.分析结果证明,这种方法可以有效地用于目标检测,时延估计等脉冲探地雷达信号处理中的关键问题     

一维HHT变换在探地雷达数据处理中的应用

探地雷达(GPR)噪声信号通常具有非稳态、非线性特征,为去除这些噪声提高GPR图像解译的准确性,对利用HHT方法去噪进行了研究。首先阐述HHT的基本理论,然后通过对探地雷达数值模拟信号中噪声的去除验证基于HHT方法的可行性,最后将该方法用于探地雷达隧道地质超前预报的数据处理中。通过研究表明:该方法可以用于探地雷达信号的去噪,通过Hilbert变换得到三特征参数图像与EMD分解后合成图像进行对比验证,从而达到提高GPR信号解译精度的目的。     

逆时偏移在探地雷达数据处理中的应用

探地雷达(GPR)作为一种浅部地球物理探测技术,在工程检测中得到广泛应用.为提高雷达资料的解译精度,本文将逆时偏移算法应用于实测数据处理和解释.首先,从Maxwell方程组出发推导了二维TM模式下电磁波时域有限差分(FDTD)方程、给出了CFL数值稳定性条件和数值频散关系.在此基础上,阐述了GPR逆时偏移成像原理及零时刻成像条件公式,并编制了相应GPR逆时偏移程序.为验证逆时偏移对提高成像精度的有效性,设置了两个典型空洞模型,将逆时偏移程序应用于空洞模型GPR正演数据的处理,并与克希霍夫偏移结果进行对比分析.结果 表明:相比于克希霍夫偏移结果,逆时偏移剖面中反射波归位更加准确,绕射波收敛更加完全.最后,将逆时偏移算法应用于实测数据处理中,精确圈定了地下管线的空间位置,为道路的后续施工与处置提供了科学依据.     

去除探地雷达信号直达波的小波变换方法

简单介绍了二维连续小波变换的基本理论,详细分析了二维连续有向小波变换去除直达波的基本原理,对比了二维Cauchy小波及Morlet小波函数的性质,进而讨论了实际工程应用中小波函数的选择问题。通过实际工程探地雷达资料检验了该方法的有效性。     

瞬时属性估计器在探地雷达数据处理中的应用

为了提高浅层埋藏目标识别的瞬时物理属性的精度,根据极平坦频率特性有限脉冲相应滤波器的思想,首次提出用它作为微分器和延时器组成解析信号瞬时属性估计器（FIFM）,对探地雷达信号的瞬时属性进行提取。结果表明,瞬时属性剖面的分辨率得到了明显的提高;采用瞬时属性估计器进行探地雷达信号瞬时参数的研究是一种非常有效的方法,可用于公路、桥梁、隧道等结构物的无损检测数据分析。     

Buried pipe detection by ground penetrating radar using the discrete wavelet transform

Ground penetrating radar (GPR) is widely used for non-invasive examination of man-made structures, especially to determine the depth of pipes buried underground. Unfortunately, shallower objects may obscure GPR raw data that is reflected from deeper ones. This study introduces a signal processing technique, called the discrete wavelet transform (DWT), to filter and enhance the GPR raw data in order to obtain higher quality profile images. Laboratory experiments were conducted and the locations of buried pipes under different conditions were analyzed. The buried pipes were made of plastic and metal, and both single and two parallel horizontal pipes are discussed. The experimental results indicate that the DWT profiles can provide more information than the traditional GPR profile. The images of the diameter and position of pipes, even two pipes of different materials and in horizontal alignment, can be enhanced by using the DWT profile.     

基于背景矩阵减法的探地雷达杂波信号抑制方法研究

探地雷达是探测浅层地下目标并对其空间分布进行成像的重要地球物理方法之一,但在实测雷达剖面中,目标反射信号不可避免地会受到直达波和地面反射波等杂波信号的干扰.为了提高探地雷达数据解译的可靠性和准确性,需要对杂波进行抑制或去除.提出一种背景矩阵减法来抑制杂波信号,并通过两组仿真数据和两组实测数据示例与减平均道法、奇异分解法...     

堤防动物洞穴的探地雷达探测研究

通过探地雷达对淮沭河大堤獾洞隐患的探测,分析了獾洞的结构特征,给出了獾洞的典型雷达图像特征,推断了测区内獾洞穴道的位置、深度和走向,为堤防獾洞隐患治理提供了资料。探测结果表明,探地雷达设备轻便,对场地要求低,易于在任意方向加密探测,对浅层地下洞穴的探测非常有效。     

断层特征参数地质雷达探测与识别的应用研究

在地下空间中,用地质雷达方法沿水平方向探测可以确定断层的位置及走向,沿垂直方向探测可以测定断层的倾向、倾角和落差,但不能用于查明断层面内充填物的详细情况。因此,采用地质雷达方法对断层部分特征参数的准确判定,对地下工程的开挖与维护具有一定的工程地质意义。     

探地雷达在公路隧道衬砌检测中的应用

分析总结了隧道衬砌存在的常见问题及缺陷在雷达图像中的显现特征,并将探测结果与实际地质概况进行对比分析。结果表明,探地雷达能够对隧道衬砌实施连续扫描,获得形象直观的探测图像,利用探地雷达检测公路隧道衬砌,具有无损、快速、广泛、精确等优点。     

Experimental study on soil pollution analysis around tailings using ground penetrating radar

Pollution caused by tailings has become a serious environmental problem in China. An attempt was made to establish the ground penetrating radar （GPR） as a quick and non-destructive method for soil pollution analysis. Some physical models were established of contaminated soils from the tailing area. A series of indoor GPR experiments were conducted with 1 GHz antenna. The interface of contaminated area and uncontaminated area is characterized as a saltation zone in the radar image. The results of experiments show a clear correlation between the GPR data and the pollution intensity of soil. Based on all experimental data, the relation of velocity of electromagnetic wave propagation and pollution intensity was induced by using artificial neural network （ANN）. The results obtained indicate that GPR can provide high-resolution estimates of soil pollution variations around tailings as a function of depth as well as space and time.     

在小波域中恢复白噪背景下探地雷达信号

针对实际中所观测到的探地雷达信号时常会被噪声污染的问题,根据小波分析和分形理论在多尺度分析和自相似本质上的一致性,从研究分数布朗运动小波系数的统计特性,分析信号和噪声对小波系数统计特性的影响,在探地雷达信号处理中引入小波分析和随机分形理论,提出了在小波域中,使用平滑因子恢复加性白噪背景下探地雷达信号。仿真实验表明,该方法能有效地恢复白噪背景下探地雷达信号,显著地提高了信噪比(由0 db提高到13.9 db)。