基于雷达的地下管道探测关键技术研究
本文选题：探地雷达 切入点：脉冲多普勒频移 出处：《长春理工大学》2016年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：随着社会经济的发展,地下管道的使用量越来越多,利用地下管道可以输送石油,天然气等各种人类需要的物质。当输送物质的管道发生破裂或者有微小裂痕的时候,这就需要用探地雷达对破损管道的位置进行精确定位。但是为了能够方便对地下管道内液体的流量进行实时的监测,可以采用探地雷达和多普勒测速的原理对地下管道内液体的流速进行测量,进而可以知道管道内液体的流量。从而方便于对地下管道内的液体流速进行实时的监测,就有很广的应用前景。本文的研究内容是:(1)探地雷达的工作理论并且分析了电磁波在不同介质中由于介质的介电常数、磁导率和电导率的不同对电磁波的传播特性的影响。对电磁波在土壤以及不同介质界面会出现反射和折射进行了深入的研究。(2)研究了多普勒频移的测速原理以及利用脉冲多普勒测速雷达对目标进行测速时会出现的模糊效应进行了深入的研究。(3)研究了如何从雷达的回波信号中分析和提取出目标的多普勒频移,主要的分析方法是频域的快速傅里叶变化和时频域的短时傅里叶变换以及小波变换等,并对各种分析方法的优缺点进行了深入的研究。(4)根据探地雷达和脉冲多普勒测速的原理,探地地下0.5m左右的PVC管道里面液体水的流速,使用MATLAB进行了建模仿真。最后得出的结论是使用脉冲多普勒探地雷达能够对地下管道内液体的流速进行测量,能够应用于天然气,石油输送等领域。
[Abstract]:With the development of society and economy, more and more underground pipelines can be used to transport oil, natural gas and other materials needed by human beings. This requires the use of ground penetrating radar to pinpoint the location of damaged pipelines. But in order to facilitate real-time monitoring of the flow of fluids in underground pipelines, The principle of ground penetrating radar and Doppler velocimetry can be used to measure the velocity of liquid in the underground pipeline, and then the flow rate of the liquid in the pipeline can be obtained, which is convenient for the real-time monitoring of the velocity of the liquid in the underground pipeline. In this paper, the working theory of GPR is studied and the dielectric constant of electromagnetic wave in different media is analyzed. The effect of permeability and conductivity on the propagation characteristics of electromagnetic wave is studied. The velocity measurement principle of Doppler frequency shift is studied by studying the reflection and refraction of electromagnetic wave in soil and interface of different media. In this paper, the fuzziness effect of target velocimetry is studied by using pulse Doppler velocimetry radar. (3) how to analyze and extract the Doppler frequency shift of target from radar echo signal is studied. The main analytical methods are fast Fourier transform in frequency domain, short time Fourier transform in time and frequency domain and wavelet transform. The advantages and disadvantages of various analysis methods are studied deeply.) according to the principles of ground penetrating radar and pulse Doppler velocimetry, The flow velocity of liquid water in the PVC pipeline about 0.5 m underground is modeled and simulated by MATLAB. The conclusion is that the velocity of liquid in the underground pipeline can be measured by using pulsed Doppler ground penetrating radar and can be applied to natural gas. Oil transportation, etc.
【学位授予单位】：长春理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE973.6;TN957.51
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，本文编号：1630252
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