超寬帶探地雷達(dá)探測性能及數(shù)據(jù)處理方法研究.pdf

1、探地雷達(dá)(Ground-Penetrating Radar，GPR)是近幾十年發(fā)展起來的一種基于地下目標(biāo)的有效探測手段。近年來隨著超寬帶技術(shù)的發(fā)展，超寬帶探地雷達(dá)得到了廣泛的研究和應(yīng)用。在國防、公安、城市建設(shè)、公路、鐵路、機(jī)場、水利、運(yùn)輸、礦山、隧道、考古等許多領(lǐng)域都表現(xiàn)出強(qiáng)勁的生命力和廣闊的應(yīng)用前景。超寬帶探地雷達(dá)的研究對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有十分重要的意義。 本文通過對雷達(dá)探距方程的分析，得出了探地雷達(dá)探測深度的影響因素；在品質(zhì)因

2、子為常數(shù)的假設(shè)條件下，分析了極限情況下(百分帶寬等于2)超寬帶信號的能量損耗情況；并以此為基準(zhǔn)，比較了具有不同百分帶寬探地信號的探測深度；找出了相對探測深度、距離分辨率與百分帶寬的關(guān)系；從數(shù)學(xué)的角度推導(dǎo)了距離分辨率、方位分辨率的影響因素。 針對探地雷達(dá)數(shù)據(jù)與地震數(shù)據(jù)記錄的相似性，借鑒地震數(shù)據(jù)處理中的一些方法，同時結(jié)合超寬帶探地雷達(dá)自身的特點(diǎn)，研究了一種新的高分辨率時頻分析方法：S變換，并與常規(guī)方法進(jìn)行了比較；研究了F-K偏移成像

3、方法在超寬帶探地雷達(dá)中的應(yīng)用，比較了不同的插值方法。 本文完成的主要工作可歸納為如下幾個方面： 1．在一定條件下，推導(dǎo)了相對探測深度、分辨率與百分帶寬的關(guān)系；找出并相對量化了超寬帶探地雷達(dá)相對于窄帶連續(xù)波雷達(dá)的優(yōu)勢。 2．針對目前常用時頻分析方法存在的問題；重點(diǎn)研究了一種新的時頻分析方法：S變換，進(jìn)行了有效性驗(yàn)證，與短時傅立葉變換進(jìn)行了比較，并用于模擬的超寬帶探地雷達(dá)信號的時頻分析，結(jié)果表明S變換在高頻段具有高的