地质雷达在挡墙检测中的应用

介绍了地质雷达检测挡墙的基本原理、方法及检测过程中相关参数的选择,并结合实际工程,对所测地质雷达图像进行分析解释,结果表明,地质雷达检测技术不仅操作方便、检测效率高,而且其分辨率高,相对误差较小,值得在实际工程中大力推广应用.     

基于参考数据选取的改进RLP算法

为解决探地雷达中强烈的地表反射回波问题,针对一种最新的稳健自适应地杂波抑制算法,用数字信号处理方法,从数据选取角度给予改进。实验结果表明新算法可以更好地抑制地杂波。     

探地雷达在道路结构层厚度检测中的应用

针对道路结构层厚度检测和评估问题,将地质雷达应用于道路检测工程中,开展了道路地质雷达现场测试,并将雷达检测结果与钻芯取样结果进行对比,分析了道路分界面的位置、各结构层的厚度以及存在的病害,对雷达原始数据进行希尔伯特变换,得到瞬时振幅图、瞬时相位图和瞬时频率图,重点分析了道路结构层分界面的位置。研究结果表明:地质雷达能够探测道路结构层的厚度,并且对道路的不均匀沉降也有较好的检测效果,通过数据的二次处理,提高了地质雷达图像解释的精确度和可信度。     

应用探地雷达测定复垦土壤的水分含量

应用GPR对几种典型的复垦土壤的水分含量进行了测量,研究选择了三种典型的复垦土壤:加入5%的污泥;接种菌根;加入10%的粉煤灰。雷达数据采用宽角法(CMP)测量,对雷达数据计算的结果与重量法测定的结果进行了对比分析。结果显示复垦土壤的介电常数与水分含量间存在明显的函数相关性,说明应用GPR测定复垦土壤的水分含量,在方法上是可行的。但用不同方法处理的复垦土壤,其介电常数与水分含量间存在不同的函数规律。     

探地雷达在路基深层病害检测中的应用

根据探地雷达工作原理,提出了探地雷达用于路基深层病害的检测方法。结果表明,该方法具有无损、快速、连续、高精度、高分辨率和实时成像等特点,克服了常规检测方法的局限性,能够为制定科学的养护及维修方案提供可靠依据。     

探地雷达回波信号处理中小波变换域滤波方法的研究

探地雷达信号是非平稳信号．在传统的傅氏变换域滤波不能有效地解决滤波和信号高频损失的情况下,文中研究了利用小波变换来处理这一矛盾的方法．系统地讨论了小波变换在信号滤波中的原理和各种实现方法,比较了与傅里叶变换域滤波的差别．最后对实际的探地雷达信号进行了处理．结果表明,基于小波变换域的滤波能滤除８０％～９０％的噪声,同时可基本保持原信号的边缘不变．此外小波变换域滤波还具有直观、简便、快速操作、稳健的优点,完全可用于实时或事后的数据处理．     

探地雷达检测铁路路基病害的二维正演模拟

为了识别复杂的探地雷达图像,建立铁路路基病害图像数据库,针对各种常见的路基病害,结合实地检测情况,研究铁路路基病害的探地雷达(GPR)图像特征,进行探地雷达二维正演模拟分析.基于有限差分原理,在时间域上推导横电磁波的差分方程;运用GprMax软件,对路基下道碴陷槽病害进行正演模拟分析;对路基下存在的圆形空洞,模拟不同半径和埋深的空洞,分析径深比对雷达模拟图像的影响.开挖一个人工道碴陷槽,用探地雷达实测,并进行正演模拟.实测结果和模拟结果一致,表明了该模拟方法用于实际复杂路基检测的可行性.     

探地雷达探测地下管道的理论与技术问题研究

在现代城市和工矿企业密集、复杂以及非金属地下管网探测中 ,高分辨率的探地雷达技术受到人们的高度重视 .作者在对探地雷达方法原理作简要介绍的基础上 ,重点论述了探地雷达探测地下管道等管状目标体的反射规律与解释方法 ;概括了提高探地雷达分辨率的技术措施 ;介绍了资料处理中的时间增益和空间滤波技术 ,并给出几个有代表性的应用实例     

Finite difference time domain method forward simulation of complex geoelectricity ground penetrating radar model

The ground penetrating radar（GPR） forward simulation all aims at the singular and regular models, such as sandwich model, round cavity, square cavity, and so on, which are comparably simple. But as to the for- ward of curl interface underground or “v” figure complex model, it is difficult to realize. So it is important to for- ward the complex geoelectricity model. This paper takes two Maxwell＇s vorticity equations as departure point, makes use of the principles of Yee＇s space grid model theory and the basic principle finite difference time domain method, and deduces a GPR forward system of equation of two dimensional spaces, The Mur super absorbed boundary condition is adopted to solve the super strong reflection on the interceptive boundary when there is the forward simulation. And a self-made program is used to process forward simulation to two typical geoelectricity model.     

一种简化的动态独立元分析方法

在动态过程中,传统主元分析（PCA）法无法利用过程变量的自相关性对过程进行准确地分析,而且过程数据不一定满足高斯分布从而导致误报和漏报,这个问题可以采用动态独立元分析法（DICA）来解决.本文根据动态过程时间滞后的大小提出了一种简化的DICA方法,并用相应的二阶动态模型进行了仿真验证,结果表明与DICA相比,该方法同样有效且简便易行.     

化工过程动态监控的去噪和降维

提出化工过程系统降维的信息"有效保留"概念,采用独立成分分析方法实现了噪声和有效信息的分离。依据过程状态空间分析,获知实现过程描述需要的独立成分数目,实现了降维。与主成分分析方法相比,明显地改进了基于相同维数的过程动态描述的准确性和有效性,原始变量可以被理想地还原重构。     

基于椭圆包络线算法的探地雷达成像

针对超宽带探地雷达成像算法普遍存在成像模糊、计算量大、不适合实时处理等问题,提出一种基于椭圆包络线算法的探地雷达目标边界成像方法。该算法以不同介质内电磁波运行距离分段相加的方法计算椭圆长轴,使其适用于多层介质下探地雷达目标成像。FDTD数值仿真结果表明,椭圆包络线算法对于浅层目标体边界构造准确,运算速度快,对目标解释更精确。     

采用独立分量分析的多用户MIMO下行传输策略

提出一种多用户MIMO下行传输策略,解决了无可用信道信息场景中的MIMO广播信道通信问题．应用该策略,基站选择一组用户同时通信,每个用户对应一根基站发射天线．移动用户利用独立分量分析的算法从接收混合信号中分离出属于自己的信号分量．仿真结果表明,在无信道信息的情况下,采用该策略能够成功实现下行广播通信．     

地质雷达在胶州湾海底隧道F4-5含水断层超前预报中的应用

青岛胶州湾海底隧道地质条件复杂,隧址区含有多组高陡倾角断层,因此隧道在通过海域段涌水断层时的安全便成了工程建设过程中的关键问题.以此为背景,根据在胶州湾海底隧道左线隧道F_4-5含水断层利用地质雷达对破碎围岩和裂隙水进行超前预报中的应用,针对信号采集和数据处理解析过程中各影响因素,采取相应的处理措施,最大限度地去除干扰,最后得出清晰准确的测线伪彩色成果图及测线波形图等成果,并从成果图中统计了探测范围内的结构面和裂隙发育的具体位置和规模、裂隙水发育位置等参数,为超前预注浆加固提供了参数.对开挖后的地质情况进行地质编录,验证了本次地质雷达预报的准确性与有效性.所采用的方法措施对于海底隧道地质雷达超前地质预报具有一定的借鉴意义.     

二维随机变量独立性度量及其在独立分量分析中的应用

以调整的χ2统计量作为随机信号相关性的度量，以该度量作为独立分量分析的对照函数，利用模拟退火算法分离出了参数办法不容易分离出来的独立信号．     

非参数GKNN估计的高效独立成分分析算法

基于概率密度非参数估计的广义k-最近邻估计(GKNN)和线性独立成分分析(ICA)神经网络,提出了一种新的ICA非参数算法,实现了对源信号分布的全“盲”要求．传统的ICA算法不能分离一般的包括超高斯、亚高斯和非对称分布的杂系混合信号,因此它们需知道源信号的一些信息．基于GKNN的非参数密度估计直接由观测信号样本出发,实现了对分离信号评价函数的直接估计,从而在一定程度上解决了ICA算法中如何选取估计信号评价函数的难题．所提算法可以只用一种灵活的评价函数分离任意的杂系混合信号,该算法为ICA的更广泛应用铺平了道路．模拟实验从统计性质和计算时间说明了所提算法性能的优越性．     

基于快速独立分量分析的多维混合信号盲分离

介绍了一种用于盲信号分离的快速独立分量分析方法(FastICA).该方法以信息论中的负熵作为估计输出分量之间统计独立的目标函数,通过优化该目标函数,得到快速独立分量分析的迭代算法.由于该迭代算法不需计算输出分量的高阶统计量,收敛速度快.通过线性混合时间信号分离和图像信号分离的仿真实验表明Fas-tICA算法可以快速有效地分离这些信号.     

基于辅助函数独立分量分析的频域声回波消除

传统的声回波消除(Acoustic Echo Cancellation, AEC)方法使用双端通话检测器判断单、双端通话场景,性能受限.盲源分离(Blind Source Separation, BSS)信号模型是一个远端和近端信号并存的全双工模型,因此基于BSS的AEC无需双端通话检测器.本文采用基于辅助函数的独立分量分析(Auxiliary function based Independent Component Analysis, Aux-ICA)算法在频域上实现声回波消除,以最小化互信息为目标函数,借助辅助函数技术进行优化.仿真实验结果表明,在连续的双端通话场景中,该方法具有较低的计算复杂度和较好的回波消除性能.     

探地雷达回波信号等效采样控制系统硬件设计

针对无载频探地雷达系统具有复杂的系统时序控制的特点,设计了一种利用FPGA配合可编程延时器件和时变增益器件来完成复杂时序控制的硬件系统.该系统由信号处理器DSP发出控制指令并完成后期算法,再通过USB2.0实现与上位机的数据通信,给出并验证了以DSP为核心、以FPGA实现探地雷达数据采集控制的方法,实现了最小半脉宽2ns的等效采样,最小延时0.15ns、最大延时1313.25ns的采样时窗,及理论数据吞吐量为480Mbit/s的数据传输.系统的集成度高,可嵌入应用,硬件易更新.     

独立分量分析在心房纤颤检测中的应用研究

为了从心房纤颤患者的动态心电图记录中抽取心房活动信号并对其进行特征分析，提出了一种无损型心房纤颤自动诊断方法.证明了应用独立分量分析（ICA）必须满足的3个基本条件：源间独立性、瞬时线性混合和至多一个高斯源，并建立了盲源分离的数学模型.采用快速固定点优化算法分析仿真试验和临床数据，计算各被分离分量的峰度值，有效提取了心房纤颤信号，定性和定量地表明了该方法的准确性和鲁棒性.