探地雷达频率波数域速度估计和成像方法的实验研究

探地雷达的分辨率和地下电磁波的速度估计是探地雷达应用中两个重要研究课题,类似地震信号处理中的频率波数域偏移处理,本文提出将频率波数域偏移方法应用到探地雷达的成像和速度估计中来,并用实验数据验证了该方法的可行性和有效性.  

小波变换在去除探地雷达信号直达波的应用

基于二维有向连续小波良好的方向选择性，对于探地雷达信号中的直达波进行了去除。通过对两个不同性质的埋地目标的处理，验证了这种方法的有效性。应用一维小波变换方法计算了探地雷达信号的瞬时参数，分析了几种瞬时参数夺于目标识别的作用，并且比较了直达波对瞬时参数识别目标的影响。  

基于神经网络的探地雷达探雷研究

根据对探地雷达回波信号的分析，提出了一种新的适合于现场处理的探雷方法，采用延时校正、维纳自适应滤波及减背景等手段对原始数据进行预处理，提取Welch功率谱密度估计作为目标的特征，将特征送入神经网络进行分类训练。使用地雷目标与共相近的物体的数据进行对比试验和神经网络测试，结果表明，经过训练的神经网络可有效地将地雷与其它干扰物分开。  

不同地下介质条件下探地雷达的探测深度问题分析

探地雷达技术巳成为近年来岩土工程领域探查地下目标体的重要手段，其应用的关键问题之一是如何准确计算不同介质条件下的探测深度，并确定探查对象是否在雷达探测系统的有效测距范围之内。根据探地雷达测距的基本公式，讨论了雷达测深的重要影响因素：反射目标体的反向散射增益及散射截面积。将地下岩土介质的反射体目标模型归结为三种典型类别：光滑、粗糙反射界面及点状目标体，同时给出了这三种反射体的简单数学模型，及计算分析。结合目前国内广泛使用的三种不同类型的探地雷达系统，计算得到了在不同地区或不同地下介质条件下的最大探测深度，为实际探测工程提供了较有价值的参考。  

浅地层探地雷达波速测量方法的研究

波速的测量在探地雷达的研究中一直是一个至关重要的课题,尤其是对地下目标进行定位和成像时;本文针对浅地层探地雷达接收信号的特征,抛弃传统的过零点检测和其他的边缘轮廓检测方法,提出用极值进行边缘轮廓检测的方法,从而对目标的提取更准确并且有较少的数据,减少了霍夫变换的计算量;通过对霍夫变换算法的分析,针对传统霍夫变换的缺点,提出了一种加FIR低通滤波器的改进霍夫变换;同时应用算法对实测数据进行了计算,证明所提算法比传统的霍夫变换方法有更高的测速准确度.  

基于Stolt偏移的探地雷达合成孔径成像研究

对探地雷达数据进行合成孔径处理可提高探地雷达图像的分辨力,有利于对地下目标的探测及精确定位.文中提出了一种新的stolt偏移插值实现方法,用于探地雷达合成孔径成像,它能克服传统方法中偏移能量不集中的缺点并保持处理速度快的优点,通过对实测数据进行处理,其结果表明该方法取得了很好的效果.  

基于等效时间采样的探地雷达回波信号采样方法研究

探地雷达是一个工作频率上限约为1GHz的时域系统。如果采用传统的实时采样技术，采样信号的频率将会很高，从频谱角度分析，对采样系统的频带要求更高。实际上，作为雷达数字显示系统前端的A/D转换器，其采样速率很难满足采样定律对实时采样的要求。为此，本文提出了一种对探地雷达回波信号这种特殊的高频信号进行采集的方法，即等效时间采佯方法，并设计实现了等效时间采样的具体电路，包括产生步进采样脉冲的高精度步进系统、采样门电路等。  

浅地表探地雷达中改善成像分辨力的一种有效方法

针对脉冲探地雷达回波信号的特性,在传统处理方法的基础上本文提出了一种有效的去除探地雷达中振铃效应的方法,同时引入微波全息成像对实测数据进行合成孔径(SAR)处理,可以看到杂波被明显的抑制,探地雷达成像的距离和方位分辨力都得到很大的改善,从而大大提高了脉冲探地雷达的检测能力。  

压缩感知理论在探地雷达三维成像中的应用

该文基于探地雷达成像目标空间的稀疏特性，提出了探地雷达中的随机孔径压缩感知3维成像方法，该方法在单道数据获取中应用压缩感知减少采集数据量的同时，在x-y测量平面上随机抽取部分孔径位置进行测量，以少量的测量孔径和测量数据获得重建目标空间的足够信息，同时该文研究了噪声以及测量矩阵对算法性能的影响。结果表明，随机孔径压缩感知成像算法比传统后向投影算法所需数据量少，成像效果好，目标旁瓣小，对噪声的鲁棒性更好。