探地雷达C-scan数据中直接目标检测与定位研究

通过分析探地雷达C-scan数据的特点,得出C-scan数据方差与平方和特性包含了目标有无及位置信息,根据这一特点,提出了一种在C-scan数据中直接进行目标检测与定位的方法。通过对实测数据进行处理,结果表明所提方法取得了较好的效果。     

步进频率雷达目标径向速度的估计

针对步进频率(SFW)雷达探测运动目标时,距离方向的目标速度导致相参合成一维距离像失真的问题,提出一种简单目标径向速度的估计和补偿方法,即改变发射信号的步进频率值会得到含有不同误差的径向距离,再借助脉冲重复频率(PRF)和目标径向速度与距离的关系,即可实现对径向速度的精确估计,从而完成相位误差修正,提高距离像的质量.对单个和两个运动目标进行仿真计算的结果表明,该方法测速精度较高,计算量较小,实现容易,适于工程应用.     

基于时域解线性调频的步进频率雷达动目标检测方法

针对步进频率雷达中运动目标高分辨距离像发散而引起的检测性能下降,以及速度补偿法无法完成多个不同速度目标检测的问题,提出了一种运用时域解线性调频法进行步进频率雷达动目标检测的新方法,该方法对所有子脉冲的回波信号进行时频变换处理,将处理结果进行二维搜索以得到目标参数的估计值。描述了基于该方法的检测步骤,并严格推导了速度分辨力和交叉项峰值的数学表达式。仿真实验表明,该方法能够同时检测多个运动目标,并验证了其检测性能。     

探地雷达瞬时属性分析技术在岩溶涌水通道探测中的应用

为了准确查明某岩溶隧道发生突水后岩溶涌水通道的分布,以便及时对岩溶水进行封堵和截流。采用探地雷达对突水后掌子面前方的岩溶构造发育情况进行了精细探测,并对采集的探地雷达数据进行了瞬时属性分析,通过希尔伯特变换提取了雷达信号中的瞬时振幅、瞬时相位和瞬时频率三种瞬时属性,将三种瞬时属性结合起来对岩溶涌水通道进行了多参数综合分析。研究结果表明,瞬时振幅可以很好地显示岩溶涌水通道的边界特征和形态大小;瞬时相位分辨率最高,能够清晰显示岩溶涌水通道内部的非均质特征;瞬时频率可以从能量衰减的角度反映岩溶涌水通道的富水性。将三种瞬时属性结合起来,相互印证、相互补充,可以避免单一波形特征分析带来的解释偏差,有效提高岩溶涌水通道探测的分辨率与准确度。     

运动目标环境下步进频率信号的设计及处理

文中讨论了运动目标环境下步进频率信号的波形设计和处理问题。基于多散射点目标模型，提出了相位补偿法来避免目标运动时由于距离模糊带来的“目标分裂”现象。此外，利用步进频率信号的特点，提出了一种正负调频率信号测速方法。计算机仿真结果验证了上述方法的有效性。     

基于DSP的步进频率雷达仿真信号源的研制

介绍了基于ＤＳＰ的步进频率雷达仿真信号源的软、硬件设计和实现。重点阐述了视频回波信号的产生及如何利用ＤＳＰ的片内定时器产生移动波门和片内ＤＭＡ传送噪声数据,即“硬件软化”,并对信号源输出信号进行了验证。     

西藏壁画空鼓病害的探地雷达检测

以高频脉冲电磁波在层状有耗色散介质中的传播规律为理论依据,在室内模拟试验的基础上,运用RAMAC GPR探地雷达对表面有涂层的西藏壁画进行壁面耦合式空鼓病害检测。实验表明,超宽带探地雷达方法适用于检测壁画内部的空鼓病害,配备中心频率1.6 GHz天线时的垂直分辨率约为5 mm。在壁画空鼓病害的定量检测方面做了有益的尝试,促进了我国壁画保护技术水平的提高。     

运动目标对步进频率一维距离像的影响研究

该文针对宽带步进频率收发信号,根据高分辨率一维距离像的多散射中心数学模型,分析了当目标运动时的距离相位关系,并推导了目标一维距离像的偏移因子和发散因子公式,对多普勒效应的影响进行了深入的研究.通过对高分辨率步进频率毫米波目标模型的计算机系统仿真,算法和分析得到了验证,并得到了运动目标速度补偿条件.     

运动目标对步进频率一维距离像的影响研究

该文针对宽带步进频率收发信号,推导了基于高分辨率一维距离像的多散射中心数学模型,并给出了其外包络表达式。针对高分辨率步进频率毫米波雷达目标,分析了当目标存在相对运动时的回波数学模型,并对多普勒效应的影响进行了深入的研究,通过计算机的系统仿真,最后得到了运动目标速度估计与补偿的条件。     

基于二维滤波的探地雷达数据去噪研究

探地雷达是近几年迅速发展起来的一种高分辨率、无损的地球物理探测技术，通过天线向地下发射高频电磁脉冲波，根据介质的电性差异探测地下结构．由于雷达波在地下的传播过程十分复杂，各种噪声和杂波干扰非常严重．在详细研究了二维滤波原理基础上，根据雷达数据中有效波和干扰波的视速度差异，利用频率-波数域二维滤波技术，采用在时间域和频率域两种实现方式去除噪声，对实际的雷达数据进行处理，结果表明频率-波数域二维滤波能有效地去除干扰，效果明显．     

基于频谱能量分析的地质雷达探测图像判读

通过人工肉眼对地质雷达探测图像进行判读的方法易受判读人员主观性、经验性影响。为了规避这一不足,提出一种基于Counterlet等高变换和K-Means++均值聚类分析的频谱能量判读方法。以实际公路隧道为依托,经现场探测获取不良地质体的原始探测数据;采用IDSP探测数据分析软件生成原始图像及实施背景去除、滤波等时域、频域预处理以提高信噪比;基于子带分布系数采用Counterlet对预处理后的图像进行分解和重构,并采用K-Means++算法将重构后图像中的频率信息转化为颜色特征;利用MATLAB对颜色特征进行提取并据此建立不良地质体颜色特征样本库,将原始探测图像与样本库进行匹配对比以实现自动判读。结果表明：采用Counterlet等高变换对多方向、多分辨率、多尺度的地质雷达图像进行分解与重构是可行的,曲线边缘逼近效果良好,重构后的图像无信息丢失;K-Means++算法能实现地质雷达灰度图像中能量~频率~色彩的转化,转化后的图像色彩突出、直观;频谱能量的匹配对比能较准确、快速地实现自动判读及较好地规避个体主观性。     

桥梁预应力管道探地雷达定位及数据处理研究

探地雷达技术是桥梁预应力管道定位的重要手段。在复杂条件下,雷达原始剖面分辨率降低、宜观性较差,不能确定预应力管道的实际位置,需要进行进一步的数据处理。反褶积技术通过压缩雷达子波延续时间可抑制预应力管道外侧钢筋引起的多次反射波,这不仅能够在很大程度上提高探地雷达图像的时间分辨率,还有助于识别来自深部预应力管道的反射特征;克希霍夫偏移通过将分散于双曲线两叶的能量汇聚于其顶部来提高雷达剖面的空间分辨率,经过处理后的雷达剖面能为准确找到预应力管道中心位置提供可靠依据。结合某混凝土桥梁实例说明了探地雷达在预应力管道定位中的应用,并对原始雷达剖面中经过反褶积与克希霍夫偏移处理后才发现的15根预应力管道进行了钻孔验证,验证结果与实际情况吻合,说明探地雷达定位误差小于2 cm,适用于桥梁预应力管道定位。     

Layer-Constrained Triangulated Irregular Network Algorithm Based on Ground Penetrating Radar Data and Its Application

In this paper,a layer-constrained triangulated irregular network (LC-TIN) algorithm is proposed for three-dimensional (3D) modelling,and applied to construct a 3D model for geological disease information based on ground penetrating radar (GPR) data.Compared with the traditional TIN algorithm,the LC-TIN algorithm introduced a layer constraint to the discrete data points during the 3D modelling process,and it can dynamically construct networks from layer to layer and implement 3D modelling for arbitrary shapes with high precision.The experimental results validated this method,the proposed algorithm not only can maintain the rationality of triangulation network,but also can obtain a good generation speed.In addition,the algorithm is also introduced to our self-developed 3D visualization platform,which utilized GPR data to model geological diseases.Therefore the feasibility of the algorithm is verified in the practical application.     

基于独立分量分析的振动信号中工频干扰消除

提出了一种采用独立分量分析进行工程信号中工频干扰消除的新方法,可将混入振动信号中的工频干扰信号有效分离．对独立分量分析的基本原理进行简要介绍之后,通过仿真和实际测试对本方法的有效性进行了验证．     

小波变换在地质雷达干扰波压制中的应用

小波变换方法是近年来发展起来的一种新的数学方法,具有强大的时频分析能力,并广泛地应用到信号处理的各个领域。本文首先简要地介绍了小波变换原理及去噪方法,然后通过阻尼震荡信号、一维地质雷达合成记录和二维地质雷达合成剖面等模型,用db4小波进行了三阶分解,然后根据干扰波的特征进行了小波去噪和干扰波压制,结果表明,小波多尺度分解后,随机噪声主要集中在较低阶的小波细节之中,用小波变换去噪方法,可有效去噪和压制干扰波。对实测的地质雷达资料也进行了处理,取得了较好效果。     

Hilbert变换与小波变换在探地雷达资料处理中的应用

希尔伯特（Hilbert）变换与小波变换是广泛运用于数字信号处理中的基本重要变换,希尔伯特变换能有效提取复杂信号中的＂三瞬属性＂,即瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率,基于小波多尺度分析可以进行信号奇异性检测。本文尝试将希尔伯特变换与小波变换配合使用,在瞬时相位的基础上进行小波分析,将此处理方法应用于探地雷达数据处理中,并给出了相应的处理实例,应用效果令人满意。     

地质雷达探测成果与分析

通过介绍地质雷达的实测成果和图像分析，说明该项新技术在探测断层、岩脉、回填层厚度和公路路基隐患中的良好效果和广泛的应用领域。     

探地雷达在城市地质调查中的应用

探地雷达作为一种先进的无损探测方法,具有以下特点：无损性探测、高效率、高精度、宽频带、抗干扰能力强,在环境与工程领域应用广泛。论文在阐述探地雷达方法原理和地球物理特征的基础上,以地质雷达在城市浅层地表地质分层中的应用、在浅层破碎带和裂隙调查中的应用、在城市沿海围堤抛石调查中的应用为例,说明了地质雷达探测技术在城市浅层环境与工程地球物理应用的有效性和实用性,为地质雷达在城市地质调查中的应用积累了经验。     

腐蚀弱化地基注浆加固的地质雷达检测

阐述了腐蚀弱化地基产生的根源,说明了地质雷达在注浆加固工程中应用的基本原理和方法特点,结合实际注浆加固工程进行了注浆前后的检测对比.钻探和地表沉降观测结果表明:地质雷达法对介质电性特征变化有良好的敏感性,可用于注浆工程的方案设计、效果检测,实现注浆工程的全程监控.