基于小波变换的雷达低信噪比信号处理技术及应用研究

在分析小波和小波变换特点及小波变换的降噪原理的基础上,基于小波时频局部化优异特性,利用小波分解和软阈值处理方法对实际探地雷达信号进行了降噪处理。通过小波变换信号处理的仿真计算,比较了单道雷达信号去噪处理前后的效果。同时,将小波变换的雷达信号处理剖面和原始剖面进行比较,结果显示经过小波变换的雷达剖面分辨率明显改善。理论计算和实际剖面对比,均表明小波变换较传统方法在处理低信噪比的瞬变信号时具有优势。最后将该法用于锦屏二级水电站交通辅助隧洞的探地雷达超前预报中,发现处理剖面和地质编录的情况基本能够吻合,即小波变换处理剖面有助于在隧道超前预报的正确判释。     

频谱反演法在探地雷达隧道衬砌检测中的应用研究

隧道衬砌模型的空间结构属于典型的层状分布,采用探地雷达进行隧道二衬检测时,往往很难识别高度小于调谐厚度的脱空。通过建立含有脱空薄层的隧道二衬层状几何模型,结合电磁波在隧道衬砌中的传播规律,给出了隧道衬砌检测时电磁波的反射模型,并推导了其广义反射系数谱域表达式,从而提出一种根据反射系数序列频谱估算隧道二衬厚度及脱空高度的反演方法。通过分析反射系数序列的幅度谱属性,进一步提出一种估计脱空层高度的快速方法,即根据幅度谱凹陷周期确定脱空层双程走时,进而估算脱空层高度。最后,利用1st Opt数学优化分析软件进行全局优化,并反演求解各参数。物理模型实验及现场应用实例的处理结果表明,当脱空厚度小于1/4波长时,本文所述的频谱反演法仍能准确反演出二衬厚度及脱空层高度,从而提高了探地雷达资料的垂直分辨率。     

基于小波变换的地铁振动信号特征分析

应用小波变换对地铁引起地面振动信号进行频谱分析,利用MATLAB编制小波分解程序,对实测加速信号进行分解与重构,获得加速度信号在时频域内的变化规律,同时讨论了振动信号峰值加速度、能量与频带的关系,与傅里叶变换相比,小波变换有更高的分辨率,更适合非平稳信号的分析。     

基于小波分析的GPS接收机随机噪声研究

采用小波分析技术对GPS接收机进行检测研究,结合小波分析的基本原理,介绍了小波分析研究GPS接收机质量的方法,并通过对比分析两种GPS接收机随机噪声水平,得出了一些指导性结论,为今后潜在的GPS技术用户比较各种接收机提供了可靠评价。     

深基坑应急工程中的雷达检测技术研究与应用

在深基坑工程事故中,地基土既是结构变形导致事故的重要载体,又是事故的直接承受体。作为应急抢险常用的注浆方法,其工程效果主要取决于对土层变形的了解程度及浆液的影响范围和固结程度。因此,查明土体变形是预防和治理深基坑工程事故的前提,检测浆液分布则是确保应急处理质量和进一步采取补救措施的手段与依据。本文以某办公大楼和某酒店深基坑工程的土层变形及止水加固压密注浆的雷达探测为例,阐述了探地雷达原理、技术特点及工作方法。两个工程实例表明,作为一种快速实用的无损检测技术,雷达探测结果可用于指导应急注浆工程的实施,特别是某酒店深基坑工程中,以浆液分布情况的雷达探测结果为依据进行补救注浆达到了较好的止水目的。     

地质雷达在公路隧道超前地质预报中的应用

以松建高速慈口隧道为例,通过对地质雷达扫描图像的具体分析,对隧道实际开挖进行现场跟踪,并对设计、预报成果和实际揭露资料进行对比,表明地质雷达是隧道施工中对断层、富水区的一种较好的超前地质预报方法。     

基于小波分析法的GPS周跳探测

在GPS测量中,如何对载波相位观测值中的周跳进行探测和修复,是精密定位数据处理中的一个十分重要的问题,概述了周跳的产生、定义及其来源,介绍了不同周跳检测量的构成,重点讨论了周跳检测的小波分析方法.     

混凝土构件深浅埋钢筋模拟检测试验与偏移分析

应用地质雷达进行混凝土构件缺陷检测时,浅埋钢筋会对层下钢筋及目标物的探测造成干扰,对其原因进行分析并采取有效的手段去除干扰具有重要意义。通过理论计算设计了检测试验方案,在沙槽中埋设不同埋深钢筋模拟混凝土中钢筋的检测,运用多种偏移手段对检测信号进行处理。结果表明:浅层钢筋对深层钢筋检测的干扰,与地质雷达探测区域覆盖的浅层钢筋的长度有关;相较于绕射叠加偏移、Kirchoff偏移、F-K域偏移等方法,Tau-p域偏移能够更好地对钢筋检测信号进行偏移处理,钢筋的位置被更为准确地识别,偏移后的地质雷达三维图像变得平坦、干净。结合工程实例,对地质雷达数据进行了偏移分析,取得了良好的效果。     

基于小波分析的地震动转动分量研究

基于强震时断层附近地面地震动转动分量对单摆式地震仪水平和竖向摆造成的响应差异性,建立采用小波分析获取地震动转动分量的方法。首先采用离散小波变换探讨未修正地震动水平和竖向分量的局部时频特性;进而在水平和竖向分量低频差异性的基础上,建立新的阈值处理方法对水平分量的小波系数进行处理,从而获取了地震动转动分量;最后,通过振动台试验验证了基于小波分析的地震动转动分量获取方法的正确性和精度。结果表明:基于小波分析获取的地震动转动分量的残余倾斜位移与实测的基本吻合,且过滤掉转动分量的水平分量傅里叶谱的低频部分与竖向分量的较为相似;振动台试验验证了基于小波分析获取地震动摇摆分量方法的正确性,且相较于基于傅里叶分析的方法,结果与实际情况更加吻合,精度实现了大幅提高。     

基于小波分析的深基坑地表沉降预测研究

深基坑开挖必然引起地表沉降,地表沉降监测数据不可避免要受到施工及周边环境的干扰,使沉降数据真实性受到极大的影响。以武汉深基坑工程的大量监测数据为基础,提出一种小波分析法与径向基神经网络的混合建模方法,对深基坑地表变形进行沉降预测分析。首先运用小波分析对实测数据进行去噪处理,提取反映实际变化的沉降数据作为径向基神经网络输入的特征向量,构建小波网络W-RBF预测模型,采用滚动预测方法对地表沉降进行预测。工程应用结果表明,W-RBF模型预测性能,要优于带有噪声构造的原始数据预测结果,具有较高的预测精度,可满足深基坑工程的信息化施工要求。