三维探地雷达在高速公路检测中成像技术研究
发布时间：2021-02-19 05:18
探地雷达作为无损检测的勘探技术,具有高效、高分辨率等优点,广泛应用于道路路基检测和病害识别中。探地雷达数据处理分为预处理和成像两部分,数据预处理主要是去除回波信号能量较强的直达波、抑制干扰和噪声等;探地雷达成像可以更直观地呈现地下目标内部结构,从而极大的推动工程应用中的目标检测与识别工作。本文以高速公路路基检测为背景,研究了探地雷达接收数据直达波去除和深层弱回波信号增益调节算法,结合正演数据和实测数据对二维探地雷达成像和三维探地雷达成像算法分别进行了成像验证。本文首先给出探地雷达探测理论和工作方式,结合本文使用的三维阵列雷达给出采集回波信号数据格式和信号模型。针对地下深层目标体和浅层目标体、单目标和多目标模型分别进行了数据正演。针对实测和仿真数据中地表直接反射波和直藕波的影响,引入均值去直达波算法;针对地下深层目标回波较弱的问题,引入指数增益调节,增强了深层目标反射波幅值,给后续探地雷达成像算法研究提供了高信干噪比的回波信号。重点研究了探地雷达二维成像算法和探地雷达三维成像算法。分析了频域-波数域（F-K）波动方程偏移成像、后向投影（BP）成像、有限差分（FD）偏移成像三种探地雷达二维...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 探地雷达技术的研究现状
1.2.2 探地雷达成像技术的研究现状
1.3 本文研究内容及结构安排
第2章 探地雷达相关理论基础及回波信号分析
2.1 探地雷达的基本理论
2.1.1 理论方程
2.1.2 电磁波在介质中的传播特性
2.1.3 探地雷达公路探测工作方式
2.2 探地雷达相关参数
2.2.1 探测深度
2.2.2 空间分辨率
2.2.3 探地雷达参数设置
2.3 探地雷达数据分析
2.3.1 回波信号模型
2.3.2 回波信号分析
2.4 本章小结
第3章 探地雷达数据正演模拟和数据处理
3.1 基于Gpr Max的数据正演模拟
3.1.1 基于时域有限差分的正演模拟理论
3.1.2 地下目标介质的二维数据正演模拟
3.1.3 地下目标介质的三维数据正演模拟
3.2 探地雷达公路探测数据采集和分析
3.3 探地雷达回波数据预处理
3.3.1 去除直达波
3.3.2 增益调节
3.4 本章小结
第4章 探地雷达公路检测数据成像分析
4.1 探地雷达合成孔径成像原理
4.1.1 偏移原理
4.1.2 爆炸反射界面
4.2 二维成像算法研究
4.2.1 频域-波数域（F-K）偏移成像
4.2.2 后向投影成像算法
4.2.3 15°有限差分偏移算法（FD偏移）
4.2.4 几种二维成像效果对比分析
4.3 三维成像算法研究
4.3.1 三维F-K成像算法原理
4.3.2 实验结果与分析
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于SAA的三维探地雷达系统[J]. 王方力,张群英,叶盛波,杨光耀,史城,秦自立. 现代雷达. 2020(09)
[2]基于主成份分析的探地雷达信号去噪研究[J]. 刘雷,谭方玉. 物探化探计算技术. 2019(05)
[3]探地雷达在公路路基质量检测中的应用[J]. 张森,陈亚乾,严世祥,任建. 公路交通科技(应用技术版). 2019(01)
[4]基于FDTD的探地雷达三维逆时偏移成像[J]. 王敏玲,廖天元,王洪华,张智,熊彬. 地球物理学进展. 2019(04)
[5]三维探地雷达技术在道路塌陷空洞探测中的应用[J]. 王洪华,龚俊波,王敏玲,梁值欢. CT理论与应用研究. 2018(05)
[6]脉冲探地雷达后向投影成像方法的研究[J]. 来五星,唐文静,孙少山,钟升. 现代电子技术. 2018(15)
[7]三维探地雷达数据的拟地震处理技术研究[J]. 王秀荣,冷广昇,牛鹏程. 中国煤炭地质. 2017(10)
[8]地质雷达探测技术在水工隧洞检测中的应用[J]. 李焱,邹晨阳. 江西水利科技. 2017(05)
[9]Reverse-Time Prestack Depth Migration of GPR Data from Topography for Amplitude Reconstruction in Complex Environments[J]. John H.Bradford. Journal of Earth Science. 2015(06)
[10]基于改进后向投影算法的地质雷达探测岩体裂隙的成像方法[J]. 李尧,李术才,刘斌,徐磊,张凤凯,聂利超. 岩土工程学报. 2016(08)
博士论文
[1]基于探地雷达的高速铁路无砟轨道层间病害识别方法研究[D]. 杨勇.北京交通大学 2017
[2]探地雷达成像技术研究[D]. 周琳.国防科学技术大学 2012
[3]隧道衬砌内空洞探地雷达探测正反演研究[D]. 舒志乐.重庆大学 2010
[4]浅地层探地雷达中的信号处理技术研究[D]. 张春城.电子科技大学 2005
硕士论文
[1]基于探地雷达的道路层厚检测算法研究[D]. 庄戌堃.哈尔滨工业大学 2018
[2]高速公路探测中探地雷达三维成像技术研究[D]. 王帅.哈尔滨工业大学 2018
[3]探地雷达信号预处理及成像技术[D]. 王亚梁.哈尔滨工业大学 2017
[4]脉冲探地雷达成像方法的研究[D]. 唐文静.华中科技大学 2017
[5]探地雷达用于既有公路路基状况探测研究[D]. 廖增.长沙理工大学 2014
[6]探地雷达正演和偏移算法研究与实现[D]. 万星.南昌大学 2012
[7]偏移及速度估计在探地雷达信号处理中的研究[D]. 修志杰.中国科学院研究生院（电子学研究所） 2006
本文编号：3040656
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景及意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 探地雷达技术的研究现状
1.2.2 探地雷达成像技术的研究现状
1.3 本文研究内容及结构安排
第2章 探地雷达相关理论基础及回波信号分析
2.1 探地雷达的基本理论
2.1.1 理论方程
2.1.2 电磁波在介质中的传播特性
2.1.3 探地雷达公路探测工作方式
2.2 探地雷达相关参数
2.2.1 探测深度
2.2.2 空间分辨率
2.2.3 探地雷达参数设置
2.3 探地雷达数据分析
2.3.1 回波信号模型
2.3.2 回波信号分析
2.4 本章小结
第3章 探地雷达数据正演模拟和数据处理
3.1 基于Gpr Max的数据正演模拟
3.1.1 基于时域有限差分的正演模拟理论
3.1.2 地下目标介质的二维数据正演模拟
3.1.3 地下目标介质的三维数据正演模拟
3.2 探地雷达公路探测数据采集和分析
3.3 探地雷达回波数据预处理
3.3.1 去除直达波
3.3.2 增益调节
3.4 本章小结
第4章 探地雷达公路检测数据成像分析
4.1 探地雷达合成孔径成像原理
4.1.1 偏移原理
4.1.2 爆炸反射界面
4.2 二维成像算法研究
4.2.1 频域-波数域（F-K）偏移成像
4.2.2 后向投影成像算法
4.2.3 15°有限差分偏移算法（FD偏移）
4.2.4 几种二维成像效果对比分析
4.3 三维成像算法研究
4.3.1 三维F-K成像算法原理
4.3.2 实验结果与分析
4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种基于SAA的三维探地雷达系统[J]. 王方力,张群英,叶盛波,杨光耀,史城,秦自立. 现代雷达. 2020(09)
[2]基于主成份分析的探地雷达信号去噪研究[J]. 刘雷,谭方玉. 物探化探计算技术. 2019(05)
[3]探地雷达在公路路基质量检测中的应用[J]. 张森,陈亚乾,严世祥,任建. 公路交通科技(应用技术版). 2019(01)
[4]基于FDTD的探地雷达三维逆时偏移成像[J]. 王敏玲,廖天元,王洪华,张智,熊彬. 地球物理学进展. 2019(04)
[5]三维探地雷达技术在道路塌陷空洞探测中的应用[J]. 王洪华,龚俊波,王敏玲,梁值欢. CT理论与应用研究. 2018(05)
[6]脉冲探地雷达后向投影成像方法的研究[J]. 来五星,唐文静,孙少山,钟升. 现代电子技术. 2018(15)
[7]三维探地雷达数据的拟地震处理技术研究[J]. 王秀荣,冷广昇,牛鹏程. 中国煤炭地质. 2017(10)
[8]地质雷达探测技术在水工隧洞检测中的应用[J]. 李焱,邹晨阳. 江西水利科技. 2017(05)
[9]Reverse-Time Prestack Depth Migration of GPR Data from Topography for Amplitude Reconstruction in Complex Environments[J]. John H.Bradford. Journal of Earth Science. 2015(06)
[10]基于改进后向投影算法的地质雷达探测岩体裂隙的成像方法[J]. 李尧,李术才,刘斌,徐磊,张凤凯,聂利超. 岩土工程学报. 2016(08)
博士论文
[1]基于探地雷达的高速铁路无砟轨道层间病害识别方法研究[D]. 杨勇.北京交通大学 2017
[2]探地雷达成像技术研究[D]. 周琳.国防科学技术大学 2012
[3]隧道衬砌内空洞探地雷达探测正反演研究[D]. 舒志乐.重庆大学 2010
[4]浅地层探地雷达中的信号处理技术研究[D]. 张春城.电子科技大学 2005
硕士论文
[1]基于探地雷达的道路层厚检测算法研究[D]. 庄戌堃.哈尔滨工业大学 2018
[2]高速公路探测中探地雷达三维成像技术研究[D]. 王帅.哈尔滨工业大学 2018
[3]探地雷达信号预处理及成像技术[D]. 王亚梁.哈尔滨工业大学 2017
[4]脉冲探地雷达成像方法的研究[D]. 唐文静.华中科技大学 2017
[5]探地雷达用于既有公路路基状况探测研究[D]. 廖增.长沙理工大学 2014
[6]探地雷达正演和偏移算法研究与实现[D]. 万星.南昌大学 2012
[7]偏移及速度估计在探地雷达信号处理中的研究[D]. 修志杰.中国科学院研究生院（电子学研究所） 2006
本文编号：3040656
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3040656.html
