實(shí)驗(yàn)9 探地雷達(dá)剖面法探測(cè)實(shí)驗(yàn)

1、1實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)9探地雷達(dá)剖面法探測(cè)實(shí)驗(yàn)探地雷達(dá)剖面法探測(cè)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?、?shí)驗(yàn)?zāi)康?.了解什么是探地雷達(dá)的剖面法。2.了解用剖面法工作時(shí)一般天線距和點(diǎn)距的選擇。3.了解加拿大EKKOⅣ型探地雷達(dá)儀器的操作。二、剖面法的探測(cè)原理二、剖面法的探測(cè)原理剖面法是發(fā)射天線和接受天線以固定間距沿測(cè)線同步移動(dòng)的一種測(cè)量方式，如下圖所示。剖面法的測(cè)量結(jié)果可用探地雷達(dá)時(shí)間剖面圖像來表示，通常橫坐標(biāo)記錄了天線在地表的位置，縱坐標(biāo)記錄雙程走時(shí)或者深度。實(shí)際探測(cè)

2、大多使用這種方法。三、測(cè)量參數(shù)的選擇三、測(cè)量參數(shù)的選擇1.天線中心頻率的選擇圖791剖面法探測(cè)原理天線中心頻率的選擇需兼顧目標(biāo)深度，目標(biāo)最小尺寸以及天線尺寸是否符合場(chǎng)地要求。一般來說，在滿足分辨率且場(chǎng)地條件又許可時(shí)，應(yīng)該盡量使用中心頻率低的天線。如果要求的空間分辨率為X(單位M)，圍巖相對(duì)介電常數(shù)為，則天線中心頻率可由下式初步確定。亦可根據(jù)目標(biāo)深度的深淺，從廠家給出的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)中選取，以下是ANNAN等給出的假設(shè)空間分辨率大約為目標(biāo)深度的

3、25%情況下中心頻率與探測(cè)的深度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。2.時(shí)窗的選擇時(shí)窗的選擇主要取決于最大探測(cè)深度(單位M)與地層電磁波速度V(單位MNS)。時(shí)窗W(單位NS)可由下式估算：上式中時(shí)窗的選用值增加30100，是為地層速度和目標(biāo)深度的變化所流出的余量。3.測(cè)點(diǎn)點(diǎn)距在實(shí)際探測(cè)中一般根據(jù)目標(biāo)體的幾何尺寸來確定測(cè)點(diǎn)點(diǎn)距，應(yīng)該在目標(biāo)體的上方有3～5個(gè)測(cè)點(diǎn)，如果目標(biāo)體的直徑為1M，則點(diǎn)距為0.3M。亦可依據(jù)天線的中心頻率和地下介質(zhì)的介電特性用以下公式計(jì)算式

4、中:nX為測(cè)點(diǎn)點(diǎn)距，f為天線的中心頻率，ε為圍巖相對(duì)介電常數(shù)。4.天線間距選擇適當(dāng)選取發(fā)射天線與接收天線之間的距離，可使來自目的體的回波信號(hào)增強(qiáng)。通常天線距S的選擇可由下式確定圖792管線探測(cè)應(yīng)用剖面在實(shí)際工作中應(yīng)用200M、100M天線，天線距一般選1米左右，應(yīng)用50M天線，天線距一般選2米左右。2四、四、EKKOEKKOⅣ型探地雷達(dá)探測(cè)管線的實(shí)驗(yàn)步驟型探地雷達(dá)探測(cè)管線的實(shí)驗(yàn)步驟管線探測(cè)應(yīng)用剖面法，一般采用1米左右的天線距，0.2米左

5、右的點(diǎn)距來測(cè)量。由于有繞射的原因，管線的探地雷達(dá)圖像通常呈拱形異常，如圖所示：在地面位置10米的位置，有一個(gè)明顯的拱形異常，這就是典型的管線異常。這個(gè)剖面是在地大體育館后面的草地上做的。步驟一：測(cè)線布置到地大體育館后面選擇一個(gè)地下埋有水管的地方，垂直水管的走向、且橫跨水管布置一條測(cè)線。選用1米的天線距，0.2米的點(diǎn)距。步驟二：按實(shí)驗(yàn)一的步驟連接好探地雷達(dá)，將發(fā)射天線、接收天線移到測(cè)線的起始位置。步驟三：打開發(fā)射機(jī)電源開關(guān)，打開接收機(jī)電源

6、開關(guān)，打開控制單元單元開關(guān)，最后打開計(jì)算機(jī)，進(jìn)入雷達(dá)軟件的安裝目錄，運(yùn)行雷達(dá)主程序：radar，計(jì)算機(jī)屏幕將顯示雷達(dá)軟件的主界面，由于EKKOⅣ型探地雷達(dá)是90年代初的產(chǎn)品，所以它的應(yīng)用軟件是在DOS平臺(tái)上開發(fā)的。主界面如圖793所示：圖793主界面以及采集子菜單步驟四：選擇runpulseEKKO項(xiàng)，兩次回車后進(jìn)入采集子菜單如圖793所示。此時(shí)屏幕分成兩個(gè)部分，屏幕上部用于顯示已經(jīng)選定的各種參數(shù)，屏幕的下部用于輸入各種參數(shù)，光標(biāo)可在屏

7、幕下部的各選項(xiàng)上自由移動(dòng)。移動(dòng)光標(biāo)，可在DefaultExitFieldLineGainsJobLayoutOptionRunSystemVelocity各項(xiàng)中選擇一項(xiàng)。A在FieldLine選項(xiàng)中，可以輸入測(cè)線的起始位置，步長(zhǎng)，測(cè)量模式，天線距等信息。B在Gains選項(xiàng)中可選擇不同類型(agc增益、sec增益、常增益、用戶增益)和給定不同大小的增益。C在Job選項(xiàng)中可選擇所用天線的頻率，發(fā)射機(jī)脈沖電壓等參數(shù)。D在System選項(xiàng)中可選

8、擇時(shí)窗的大小，采樣間隔，疊加次數(shù)等參數(shù)。E在Velocity選項(xiàng)中可給定工區(qū)地層的平均電磁波速度。F在以上所有的選項(xiàng)選定后進(jìn)入run選項(xiàng)，在Graph中進(jìn)行時(shí)間零點(diǎn)調(diào)節(jié)，將第一個(gè)波形調(diào)到陰影中去，調(diào)好時(shí)間零點(diǎn)后，在Collect中給定數(shù)據(jù)存放的目錄和數(shù)據(jù)文件名就可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。如果系統(tǒng)連接不對(duì)或儀器出現(xiàn)故障，計(jì)算機(jī)就會(huì)報(bào)警，否則就進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。一道采集完后，就可以移動(dòng)天線到下一個(gè)測(cè)點(diǎn)，這時(shí)按空格鍵繼續(xù)采集下一道，直至整個(gè)剖面采集完成。

9、G重復(fù)A到F的步驟進(jìn)行第二個(gè)剖面的測(cè)量，直到整個(gè)野外工作的完成。步驟四：選擇runpulseEKKO項(xiàng)，兩次回車后進(jìn)入采集子菜單如圖793所示。此時(shí)屏幕分成兩個(gè)部分，屏幕上部用于顯示已經(jīng)選定的各種參數(shù)，屏幕的下部用于輸入各種參數(shù)，光標(biāo)可在屏幕下部的各選項(xiàng)上自由移動(dòng)。移動(dòng)光標(biāo)，可在DefaultExitFieldLineGainsJobLayoutOptionRunSystemVelocity各項(xiàng)中選擇一項(xiàng)。A在FieldLine選項(xiàng)中，

10、可以輸入測(cè)線的起始位置，步長(zhǎng)，測(cè)量模式，天線距等信息。B在Gains選項(xiàng)中可選擇不同類型(agc增益、sec增益、常增益、用戶增益)和給定不同大小的增益。C在Job選項(xiàng)中可選擇所用天線的頻率，發(fā)射機(jī)脈沖電壓等參數(shù)。D在System選項(xiàng)中可選擇時(shí)窗的大小，采樣間隔，疊加次數(shù)等參數(shù)。E在Velocity選項(xiàng)中可給定工區(qū)地層的平均電磁波速度。F在以上所有的選項(xiàng)選定后進(jìn)入run選項(xiàng)，在Graph中進(jìn)行時(shí)間零點(diǎn)調(diào)節(jié)，將第一個(gè)波形調(diào)到陰影中去，調(diào)好