探地雷达时域有限差分法正演模拟

在以往雷达波的正演模拟中,借鉴地震波中成熟的正演模拟方法,均采用模拟声波方程的方法,精度不够高。因此从麦克思韦方程组出发,采用目前电磁场理论中最常用的时域有限差分法,对探地雷达进行了正演模拟。为了进一步说明其正确性,对正演模拟的结果又进行了偏移处理,从结果看出该方法的正确性及可行性。     

关于探地雷达影像校正和探测视场问题的研究

本文根据试验结果,讨论子探地雷达有效探测角随深度变化的机理和规律、被测物宽度在探地雷达影像上放大的机理及其校正方法。     

探地雷达应用的初步分析

通过应用探地雷达在建筑物、地下埋设油罐及探测水底起伏等研究,分析了天线类型、发射天线和接线天线间距、测试参数的选取对工程问题的影响,对探地雷达的应用方法和应用效果作了分析,总结了探地雷达的应用特点。     

同时实现地质雷达数据地形校正和偏移成像的方法

起伏地形使地质雷达图像变得复杂、地层界面的反射同相轴畸变、绕射同相轴严重偏离双曲线形状.提出了用麦克斯韦方程逆时偏移的方法同时实现地形校正和偏移成像以消除地形的影响.该方法将等偏移距逆时记录作为在接收点位置处的电流源,用时间域有限差分法求介质中的波场,输入波场退为零时刻时的空间电场分布即为地形校正和偏移成像结果.由于地形校正也是基于波动方程实现的,因此它比基于射线理论的常规静校正方法精确.通过比较该方法与常规静校正加逆时偏移之效果可知,该方法能更准确地对起伏地形下方的金属管线等绕射体成像.     

地下水污染调查中探地雷达有限差分数值模拟

基于探地雷达正演模拟软件GprMax,针对地下水不同污染途径和不同污染介质,建立了地下水污染的5种模型,采用有限差分法进行了数值模拟计算。模拟结果表明探地雷达在探测地下水污染中有较好的应用效果。     

FDTD方法模拟探地雷达探测硝基苯在介质中分布及电磁波响应特征

采用时间域有限差分方法对硝基苯在介质中的存在状态进行探地雷达的探测模拟,研究硝基苯在介质中的分布及电磁响应,讨论使用探地雷达探测硝基苯污染的可行性和分析污染程度,为污染的监测和治理提供信息。     

GPR数据时间域交错网格有限差分模拟

用有限差分（ＦＤ）时间域数值方法,我们开发、试验和实施了二维介质中数字探地雷达（ＧＰＲ）波动传播的模拟。由于现有ＧＰＲ仪器的操作频率的缘故,我们考虑了ＴＥ波的一阶效应,与频率有关的衰减以说明记录响应的重要变化。交错网格技术用于使场简单化以及用四阶有限差分逼近空间导数。时间导数用二阶有限差分时间－推进系统来显示。通过结合单程波动的旁轴近似（Ａ２）和阻尼手段（海绵滤波）,我们得到了能有效吸收向内及向外     

基于探地雷达等效采样的时变零偏实时校正方法

探地雷达系统的温漂现象、有耗媒质的低通效应以及天线与地面间耦合性的下降会导致回波变形,使有效雷达回波与零偏分量混叠,不利于弱小信号检测。传统的前端修正方法和后处理方法,旨在提高发射效率,去除杂波噪声,并未改善系统的信噪比和灵敏度。因此,该文采用时变零偏实时校正方法对等效采样电路进行改进,单独控制每个采样的零偏系数,并且每次采样实时更新叠代,避免将直流、低频成分与有效信号同时送入后续程控放大电路,保证了弱信号的正确采集及系统的动态范围。实验验证了该方法的有效性及可行性,已应用于新型号数字化探地雷达产品。     

直接写位图实现探地雷达数据显示研究

有效提高探地雷达(简称GPR)数据的色谱显示速度是GPR软件开发的一个重要项目。由文件头、位图信息头加住图数据组的BMP住图记录格式与由文件头加道数据组成GPR数据记录格式有很强的相似性。本文利用这种相似性，提出了一种有效提高GPR数据显示速度的方法。该方法利用文件头和必要的文件信息生成住图信息，然后完成GPR数据到住图数据的变换，最后通过住图的显示来完成GPR数据的显示。这种方法减少了对磁盘的访问次数，数据变换在内存中完成，数据显示一次完成所以有效提高了数据的显示速度。     

探地雷达数据文件的分割

针对探地雷达检测中可能存在原始文件较大的现实问题,研究SIR系列雷达系统的原始数据文件的存储格式。利用Matlab语言编程,解决了SIR系列雷达系统的文件读取和分割问题,这有利于提高探地雷达在实际检测应用中的工作效率。     

基于MATLAB小波分析的软地基加固探地雷达检测处理方法

从小波分解出发，利用多尺度分解对探地雷达波进行分析，并基于MATLAB的小波分析对深圳市公安局某工地强夯土石墩地基的检测结果进行处理，提出了具体的处理方法。     

重力中区地形改正系统的研制

从传统的重力地形改正方法入手,用Delphi语言编制了Windows程序,使得多年来重力中区地形改正繁重的手工数图工作能够用计算机完成,且计算精度得到明显提高.最后用甘肃1∶20万昌马幅的53个重力测点进行了试算.     

偏移方法用于探地雷达图像处理的有效性研究

从克希霍夫积分偏移和绕射扫描偏移的基本原理出发，通过对探地雷达（GRP）实测资料进展对比处理，说明偏移处理能够使地下及空中绕射归位收敛，用改变偏移速度的方法识别空中绕射有的特殊效果，从而为解释提供依据并提出了解释精度。     

基于随机分布的断裂破碎带GPR剖面特征分析

为了验证探地雷达在查找基岩中断裂破碎带的有效性、以及进一步认识破碎带在探地雷达反射剖面上的表现特征,结合概率论和数理统计知识,通过设置断裂破碎带中介质的介电常数在一定空间范围内随机分布,建立了更为贴合实际的断裂破碎带模型,使用时域有限差分方法正演模拟其二维GPR反射剖面,较好地揭示了断裂破碎带的GPR剖面特征.通过对不同破碎程度和基岩具有不同介电常数的破碎带模型进行正演模拟,分析其正演GPR剖面的图像差异,较为深入地认识了断裂破碎带在GPR剖面上反映出的特征.最后,进一步引入工程实例,发现通过正演模拟揭示的断裂破碎带GPR 剖面特征在断裂破碎带的实际探测剖面上也是存在的,说明通过正演模拟来指导实际资料的解释是现实可靠的.     

探地雷达探测地下采空区的研究

地下采空区的存在严重威胁着地面建筑物和矿山的安全。介绍了探地雷达的原理和技术方法,包括数据采集、数据处理和资料解释,分析了煤矿采空区的地球物理特征及主要的技术难度,结合具体工程实例,探讨了利用探地雷达技术查明地表浅部采空区的效果。     

基于Hilbert-Huang变换的探地雷达信号增强及复信号分析

阐述了Hilbert-Huang变换原理,着重讨论了EMD分解应满足的条件及具体分解过程.以黑麋峰抽水蓄能电站进厂交通隧洞实测GPR剖面为例,应用EMD分解去除部分噪声,再利用Hilbert变换求取GPR剖面复信号,提取瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率3个参数,绘制出相互独立的瞬时参数剖面图,根据不同地质状况进行多参数综合解释.结果表明,该方法避免了使用单一时距剖面分析所造成的解释偏差,能够更好地对异常信息做出反映,提高了GPR数据的解析精度.     

断面图绘制过程中的地形改正

通过分析Surfer数据格式,编制了地形改正程序,可将地形校正到原始的假设平面观测断面图上,使观测面以实际高程的曲面形式表现出来,以达到更接近实际的效果。断面图地形改正是表征意义上的地形改正,地改以后可方便客观地观察异常的空间形态以及各异常的相互空间关系,同时也使断面图更美观,更具有实际指示意义。