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浅地层探地雷达中的信号处理技术研究

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文摘

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独创性声明和关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1研究的背景及意义

1.2国内外探地雷达的研究概况

1.3本文的主要工作

1.4本文的安排

第二章探地雷达基本原理

2.1土壤中的电磁波传播特性

2.2探地雷达雷达方程与模糊函数

2.3探地雷达体制及数据形式

2.4本章小结

第三章浅地层探地雷达杂波抑制研究

3.1均值法去背静

3.2抑制浅地层步进频率探地雷达杂波的一种方法

3.2.1步进频率探地雷达基本原理

3.2.2所提处理步进频率探地雷达数据的方法

3.2.3对实测数据的处理结果

3.3基于图像处理技术的浅地层探地雷达杂波抑制研究

3.3.1浅地层探地雷达图像特点分析

3.3.2所提浅地层探地雷达杂波抑制方法

3.3.3对实测数据的处理结果

3.4本章小结

第四章浅地层探地雷达合成孔径成像研究

4.1浅地层探地雷达波速估计研究

4.1.1 Hough变换基本原理

4.1.2所提的基于Hough变换的波速估计方法

4.1.3对实测数据的处理结果

4.2基于微波全息成像的浅地层探地雷达合成孔径成像研究

4.2.1基于图像处理技术抑制杂波基础上的快速合成孔径成像

4.2.2基于探地雷达数据方差与A-scan能量特征的快速合成孔径成像

4.3基于Stolt偏移的浅地层探地雷达合成孔径成像研究

4.3.1 Stolt偏移实现探地雷达合成孔径成像

4.3.2 Stolt偏移实现探地雷达三维合成孔径成像

4.4本章小结

第五章浅地层探地雷达自动目标检测与定位研究

5.1浅地层探地雷达B-scan数据中的目标检测与定位研究

5.1.1浅地层探地雷达图像中的双曲线特征提取

5.1.2 Hough变换自动检测目标有无

5.1.3窗口能量检测法确定目标水平方向位置及个数

5.1.4确定目标埋地深度

5.1.5对实测数据的处理结果与分析

5.2浅地层探地雷达C-scan数据中的目标检测与定位研究

5.2.1浅地层探地雷达C-scan数据特点分析

5.2.2所提目标检测与定位方法

5.2.3对实测数据的处理结果与分析

5.3本章小结

第六章浅地层探地雷达目标分类识别研究

6.1支撑向量机基本原理

6.1.1最优分类超平面

6.1.2高维特征空间与核函数

6.2基于支撑向量机的浅地层探地雷达目标分类识别研究

6.2.1可用于探地雷达目标分类识别的几种特征数据分析

6.2.2所提基于支撑向量机的探地雷达目标分类识别方法

6.2.3对实测数据的处理结果与分析

6.3本章小结

第七章全文总结与展望

7.1全文简要总结

7.2下一步研究方向展望

攻读博士期间作为第一作者发表与录用的探地雷达方面的论文

参考文献

致谢

个人简历

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摘要

本文研究了浅地层探地雷达中的信号处理技术。主要工作及创新点如下所述: 1.提出了两种杂波抑制方法:一种是根据步进频率探地雷达信号特点提出的基于极值点定位的方法,该方法专门针对步进频率探地雷达。另一种是从浅地层探地雷达图像的特点出发,提出的一种基于图像处理技术抑制探地雷达杂波的方法,该方法通用性强。 2.提出了一种基于Hough变换的波速估计方法。对基于微波全息成像的合成孔径成像方法,提出了两种快速实现方法。一种是在所提的基于图像处理技术抑制杂波的方法基础上提出的快速合成孔径成像实现方法;另一种是基于方差和A-scan数据能量特征提出的快速合成孔径成像方法。对基于Stolt偏移的合成孔径成像方法,提出了一种有利于提高成像效果的插值方法(针对二维情况);提出了一种改进的基于Stolt偏移的三维合成孔径成像方法。 3.提出了一种针对B-scan数据的浅地层探地雷达自动目标检测与定位方法,并提出了一种基于数据方差与平方和特点的自动目标检测与定位方法。 4.提出了一种基于支撑向量机的浅地层探地雷达目标分类识别方法。

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