探地雷达

摘要： 在旧城区地下空间改造和扩建中,必须探测明确现有地下管网信息。探地雷达(GPR)是探测埋地管道的一种有效方法。然而,现有的探地雷达图像解译、判读方法依赖人工,费时费力。为了克服这些局限性,提出了一种基于轻量化深度学习Mobilenet-SSD网络模型的探地雷达地下管线智能识别方法。结果表明:该方法对单一金属管线,单一非金属管线,多个非重叠特征,多个重叠特征均可成功识别,平均正确率(Average Precision,AP)为89.4%,效果准确可靠;模型运行效率高,可实现实时检测,在管线普查工作中有很大的实用价值和研究前景。

摘要： 为精准判断围垦堤防架空隐患的位置和范围,结合探地雷达检测技术的优点,基于时域有限差分法(FDTD),对探地雷达电磁波的传播特征进行数值模拟分析。主要研究时域有限差分法的差分形式、二维空间内的时域差分方程、数值稳定性及吸收边界条件的设定等问题。对围垦堤防可能存在的几种隐患形式进行正演模拟,通过分析雷达电磁波幅值变化,讨论其相应的剖面图像特征,并通过开展室内模拟试验和现场检测工作研究对正演模拟结论进行验证。研究结果表明:正演模拟可实现探地雷达典型形状目标的识别,为提高现场检测图像解释的精度和准确性提供理论参考。

摘要： 水工环地质勘察工作复杂多样,项目差异大,合理利用合适的技术能够有助于推进水工环地质勘察工作,有效准确地完成水工环地质勘察项目任务和目标,而且有助于缩短项目工期,使得水工环地质勘察项目更加经济。

摘要： 在使用探地雷达(GPR)生成的Bscan图像进行地下目标检测时,当前基于深度学习的目标检测网络模型存在训练样本需求量高、耗时长,不能区分目标显著程度,难以识别复杂目标等问题。针对以上问题,提出一种基于直方图的双阈值分割算法。首先,根据地下目标的GPR图像直方图分布特性,快速从直方图中计算出分割地下目标所需的两个阈值;然后,采用支持向量机(SVM)和LeNet的组合分类器模型对分割结果进行分类识别;最后,进行分类结果整合并统计精确度数值。相较于传统的最大类间方差法(Ostu)、迭代法等阈值分割算法,所提算法获得的地下目标分割结果结构更加完整,并且几乎不含噪声。在真实数据集上,所提算法的平均识别准确率达到了90%以上,比仅使用单一分类器的平均识别准确率提高40%以上。实验结果表明,所提算法能够同时有效分割显著和非显著性地下目标,且采用的组合分类器能够获得更好的分类结果,适用于小样本数据集的地下目标自动检测和识别。

摘要： 极端暴雨灾后,郑州市区道路、地铁隧道等交通工程易产生道路基底脱空、隧道变形渗水等病害。为了查明这些隐患,根据暴雨灾后隐患类别及各类检测方法的特点,通过组合车载三维探地雷达、拖曳式瞬变电磁、移动三维激光扫描等多种检测方法,对道路空洞、隧道病害进行了应急检测。结果表明:采用车载三维探地雷达与拖曳式瞬变电磁相结合,可有效避免单一方法的局限性,快速查明道路工程的脱空、渗漏等病害;采用移动三维激光扫描普查隧道结构信息,再利用探地雷达对重点病害进行详查,可快速查明隧道工程安全状况。

摘要： 随着对地下探测场景的不断扩大,传统探地雷达系统收发一体、逐点采集的数据获取方式已无法满足实时性需求。近年来,MIMO雷达实时性的优势不断凸显,因此研究基于MIMO的探地雷达数据处理和成像方法很有必要。本文在传统探地雷达偏移成像方法的基础上,针对MIMO探地雷达的空耦合成像问题,提出了一种基于Kirchhoff的MIMO探地雷达成像方法并给出了频域的严格证明,同时引入远点补偿和折射点近似算法,实现了空耦合情况下的对地精确成像。最后,利用本文所提算法对gprMax仿真数据进行成像处理,结果表明所提算法对地下点目标的成像位置偏差达到毫米级,在成像精度上也优于传统成像方法。

摘要： 探地雷达和高密度电法等综合物探方法在水库大坝防渗体连续性和渗漏检测中的应用较多,由于探测深度受限,深峡谷区大坝部分防渗体连续性无法采用探地雷达检测。某心墙坝除险加固工程采用防渗墙和防渗帷幕处理后,渗流量变化不大。为进一步查明大坝渗漏原因,结合监测资料、压水试验、探地雷达、高密度电法及地勘资料对心墙坝防渗墙连续性和防渗帷幕防渗效果进行了研究。结果表明:防渗墙整体连续性较好,无明显缺陷,防渗墙局部存在不密实;下游侧坝体与左右岸坝肩均存在多处低阻异常区,在高程80.00~100.00 m之间坝体视电阻率值低于30Ω·m,坝体含水量偏高;监测资料表明防渗帷幕前后水头降幅较大,说明防渗帷幕的防渗效果良好,除险加固后大坝渗流量变化主要是降水入渗导致。监测资料、压水试验、探地雷达和高密度电法综合应用在深峡谷区心墙坝除险加固工程渗漏识别和防渗体防渗效果分析中具有较好效果,可为同类工程提供依据。

摘要： 提出一种基于加权相关的后向投影成像算法以抑制经典后向投影算法中因“延时-求和”所带来的图像中的伪影。该算法通过加权和相关处理重构对成像区域中各点的反向散射响应。利用各回波通道之间的关联性,通过计算成像点所对应各回波通道之间的皮尔逊加权系数,为各通道回波幅值进行加权,其可增强目标区域的反射能量;然后,对加权后的幅值响应数据进行互相关,削弱了非目标区域反射能量。采用该算法对频率步进探地雷达探测得到的管线数据进行成像处理,实验结果表明:基于加权相关的后向投影算法能显著抑制图像中的伪影,有利于目标的识别。此外,对于多目标探测,该算法还能消除多目标叠影带来的虚假目标。

摘要： 探地雷达具有探测速度快、穿透能力强、分辨率高的特点,是一种有效的无损探测技术,在市政建设、交通、安防等领域有着广泛的应用需求。在探地雷达中分层介质参数反演是地下目标成像与检测识别的必要步骤。本文提出了一种基于曲线拟合的层状介质参数反演算法。首先基于B-scan数据中的反射波曲线拟合,结合电磁波垂直入射模型,获取地下介质的均方根速度,通过Dix公式,反演得到分层介质相对介电常数与层厚信息。最后,通过有限差分时域(FDTD)仿真软件对本文所提的层状介质参数反演算法的准确性和有效性进行了验证。

摘要： 设计一种平衡输出皮秒级脉冲源电路,该电路由雪崩三极管电路和阶跃恢复二极管整形电路组成。雪崩三极管电路产生平衡输出的纳秒级脉冲信号,经阶跃恢复二极管整形电路整形产生平衡输出的皮秒级脉冲信号。文中分析脉冲源电路的工作原理,制作电路并进行测试。测量结果表明,设计的脉冲源电路可以产生平衡输出幅度±26 V、宽度253 ps、重复频率200 kHz的脉冲信号,与对称天线匹配良好,可提高探地雷达探测分辨率,适合用于超宽带探地雷达天线系统。

摘要： 隧道探地雷达超前预报当中干扰因素众多,有效的识别对于预报精度有着重要的意义.从实际检测雷达影像图中识别异常干扰的方法存在着验证性不强、干扰影响程度难以量化等不足,尤其在干扰和岩体本身异常相混合时更难以区分.本模拟利用已知参数的介质开展了底板积水、底板及侧壁金属物、天线背后金属物(静止、移动)、天线架空、岩体表面不同潮湿度对比以及岩体富水特征等试验.试验表明,天线周边等金属物、积水以及潮湿岩体表面等干扰影响有限,有的甚至会增强有效信号,而架空、极化方向等造成的影响较大,围岩含水试验提出了含水点的判断方法.文中对相关干扰提出了对应的处理建议.

摘要： 针对探地雷达(GPR)探测地下空洞时受到各类噪声干扰的影响,造成难以提取地下空洞目标的问题.为得到较好的去噪效果,便于探地雷达图像的后期处理,故提出一种新的基于互补集合经验模态分解(CEEMD)与排列熵(PE)相结合的去噪方法.本方法有两个核心,首先是以互补集合经验模态分解为核心,其次是以排列熵的差分进行自适应选取本征模态函数(IMF)分量为核心.总体的算法是首先将探地雷达图像信号逐道分解成不同的IMF分量,然后对各个本征模态函数分量进行排列熵值计算,进而计算排列熵的二阶差分,以此来获取分割阈值,从而选取出目标本征模态函数分量,从而对目标本征模态函数分量进行重构,最终可得到去噪后的探地雷达图像.为量化探地雷达图像的去噪效果,将选取均方根误差(RMSD)和信噪比(SNR)作为去噪效果评价指标.通过有限时域差分法(FDTD)正演模拟仿真结果表明,在本方法与传统的互补集合经验模态分解结合排列熵方法的比较下,本方法的均方根误差最小,信噪比最高,说明本方法的失真最小以及去噪效果最好.本方法不仅可以得到较优的去噪结果而且保留住探地雷达图像中的空洞目标信号的细节特征,还具备较强的自适应性,因此可以为探地雷达图像去噪方法研究提供可靠有效的依据.

摘要： 随着探地雷达技术在工程检测领域的不断发展,研发一套高效便捷的雷达数据通信系统已成为必须.本系统将WiFi技术与探地雷达通信系统相结合,将采集到的雷达数据通过无线方式高效地传输到上位机并进行分析,简化了传统通信系统繁杂的线路问题.在硬件设计方面,选择STM32F407作为数据处理控制芯片,结合通信实际功能需求设计了无线、以太网两种通信方式.在软件设计方面,依据模块化的设计思想在KeilμVision5嵌入式平台和Visual Studio下对各模块程序进行设计.探地雷达通信系统经过详尽的试验调试,符合实际通信的性能要求.

摘要： 非金属管道的检测一直是业界人士关注的焦点.虽然目前中国非金属管道的检测技术种类比较多,但是大多数检测技术仍不成熟,无法保证最终的检测精确度.本文就此展开了讨论,先是结合实际分析了非金属管道的应用现状,然后详细阐述了探地雷达检测技术、非金属管道探测仪、示踪线标识技术、记标技术、超声相控阵检测技术和高密度电阻率技术。

摘要： 本文介绍了水利工程外露结构和隐蔽结构的不同检测方法和特点以及相关研究探索现状,并结合横琴新区澳门大学中心沟东闸翼墙断裂探测工程应用,以三维激光扫描技术和探地雷达技术相结合的方式为例,对水利工程隐蔽结构的多源异构探测数据的融合应用做了相应的探讨和研究.

摘要： 2017年受台风影响某河堤部分堤段损毁,总缺口长175m,灾后相关部门迅速对缺口堤段进行修复.2018年4月,修复堤段出现涌水,河堤安全受到严重威胁.为合理评估河堤险情,保障水安全,开展了高密度电阻率法和探地雷达探测,并与现场检查、设计资料相互验证,初步确定了河堤的可能渗漏位置.探地雷达、高密度电阻率法探测结果与设计资料、现场检查结果基本一致,相关成果可供类似工程参考.

摘要： 本文根据目的体物性差异,采用高密度电法和探地雷达结合对抚州校园内地下空洞进行探测,综合分析异常特征,基本确定了地下空洞的位置及规模情况,为工程施工提供了指导性建议.

摘要： 随着计算机和计算技术的迅速发展,建筑设计和建筑技术越来越受到影响.由于社会进步,数字技术可用于城市规划、建筑设计和建筑施工.计算机技术可以将建筑物的建设提高到一个非常高的水平,特别是对于建筑材料缺陷检测和建筑物结构安全检测.本文介绍了一种基于计算机识别技术测试建筑物缺陷的方法.在数字技术的基础上,地面穿透雷达技术和冲击回波扫描仪技术对建筑面积的使用呈指数增长.探地雷达技术可以确定钢筋的位置,评估古建筑钢筋混凝土中钢筋的结构强度和稳定性以及验证钢筋直径.冲击回波扫描仪方法评估建筑结构完整性的技术,利用生成的压力(声音)波来发现变化的界面,包括内部缺陷或空虚的地方.研究结果表明:通过探地雷达和冲击回波,测量了古建筑物的一系列评估参数,如加固位置、保护层厚度、空置位置、不密集的地方以及裂缝的位置、深度和范围等缺陷;同时两种方法通过高度可视化的影像,为古建筑结构安全和建筑材料缺陷检测提供了可靠的依据.

摘要： 传统古建筑台基的修缮,只能依靠设计者目测并凭借经验决定选用局部修缮亦或全面替换的方法.不能系统、准确地勘察实际、分析原因并制定出可行的修缮方案,常导致古建筑历史信息流失、过度修缮的后果.本文以沈阳故宫大政殿建筑群台基修缮工程为具体案例,在传统的图片信息采集、现场测绘、测绘图绘制基础上,运用三维立体扫描、探地雷达检测、混凝土检测、矿石元素分析的无损检测新方法,收集整理数据后直观且综合地评价大政殿与十王亭建筑群台基的残存状况,尤其是内部残损情况,并定量分析残存原因及残损类别.基于以上的检测与评价方式,进一步对大政殿与十王亭建筑群台基残损情况有了较为准确地认识与评估,为修缮提供了可靠的数据支持.

摘要： 针对道路桥梁传统测量方法检测速度慢,准确度低等问题,文中研究探讨了基于无损检测的道路桥梁工程测量技术.无损检测可以在不损伤或不影响道桥结构的条件下,完成对被测对象的测量.通过超声波对桥梁的无损检测,结果说明,无损检测技术能够准确、快速地判断桥梁的缝隙位置和受损程度,验证了无损检测在道路桥梁工程测量上的可行性,为工作人员及时处理提供了重要支持.随着道路桥梁建设规模的增多以及使用年限增加,无损检测技术在道路桥梁验收和测量内部结构损伤等方面将更加具有研究价值.

摘要： 本发明公开了一种用于探地雷达的100GHz等效采样电路，包括ARM主控通信模块；FPGA时序控制模块；10ps步进延时模块；100MSPS高速ADC采样模块。上位机发送采集参数配置到ARM主控通信模块，ARM主控通信模块根据采集参数控制FPGA时序控制模块完成时序配置，FPGA时序控制模块的差分时钟信号通过延时模块连接到ADC采样模块的采样时钟接口，通过调整延时模块的延时时间实现100GHz的等效采样，通过配置FPGA时序控制模块的时钟信号数量，实现采样窗口的调整。本发明解决了传统探地雷达采样时窗不易调节的问题，提高了等效采样率和探测深度。本发明通过时钟输入输出信号线即可组成阵列探地雷达，提高了单通道探地雷达的运用范围。

摘要： 本发明的实施例公开了一种三维探地雷达的数据处理的方法及装置、三维探地雷达，该方法在三维探地雷达对预设区域进行探测的过程中，实时获取设置在三维探地雷达上的参考点的参考位置，然后根据参考点的参考位置和每一探测点相对于参考点的相对位置，计算出每一探测点的目标位置，将目标位置和目标位置处对预设区域进行探测的探测结果按照预设格式对应的存储起来。该方法中，每一探测点的位置均是通过参考位置和相应的相对位置计算而来，目标位置为同一坐标系下的位置，实现了对各个探测点坐标位置的统一管理。每一探测点中的目标位置和相应的探测结果均按照预设格式进行存储，从而实现了三维探地雷达数据在不同仪器、不同软件之间的通用。

摘要： 本发明涉及一种用于跑道表面状态评估并预估跑道摩擦系数的探地雷达以及基于该探地雷达的跑道表面状态评估方法。本发明基于探地雷达向跑道发射电磁波，在电磁波的传播过程中，它会随着传播介质密度不同，介电常数不同，电性系数差异等原因，电磁波会在介质层交界处发生反射和折射，并且产生不同程度的衰减，通过接受反射回波，并对反射波的衰减表现进行信号处理，从而实现对跑道表面覆盖层的辨别，从而根据跑道表面覆盖层材质确定跑道的最大摩擦系数。

摘要： 本发明公开了一种用于探地雷达的100GHz等效采样电路，包括ARM主控通信模块；FPGA时序控制模块；10ps步进延时模块；100MSPS高速ADC采样模块。上位机发送采集参数配置到ARM主控通信模块，ARM主控通信模块根据采集参数控制FPGA时序控制模块完成时序配置，FPGA时序控制模块的差分时钟信号通过延时模块连接到ADC采样模块的采样时钟接口，通过调整延时模块的延时时间实现100GHz的等效采样，通过配置FPGA时序控制模块的时钟信号数量，实现采样窗口的调整。本发明解决了传统探地雷达采样时窗不易调节的问题，提高了等效采样率和探测深度。本发明通过时钟输入输出信号线即可组成阵列探地雷达，提高了单通道探地雷达的运用范围。

摘要： 本发明的实施例公开了一种三维探地雷达的数据处理的方法及装置、三维探地雷达，该方法在三维探地雷达对预设区域进行探测的过程中，实时获取设置在三维探地雷达上的参考点的参考位置，然后根据参考点的参考位置和每一探测点相对于参考点的相对位置，计算出每一探测点的目标位置，将目标位置和目标位置处对预设区域进行探测的探测结果按照预设格式对应的存储起来。该方法中，每一探测点的位置均是通过参考位置和相应的相对位置计算而来，目标位置为同一坐标系下的位置，实现了对各个探测点坐标位置的统一管理。每一探测点中的目标位置和相应的探测结果均按照预设格式进行存储，从而实现了三维探地雷达数据在不同仪器、不同软件之间的通用。

摘要： 本实用新型涉及道路施工设备领域，具体是一种三维探地雷达车载支架，包括固定支架、升降支架、翻转支架、驱动装置、直线模组、连动机构；升降支架可竖直滑动的安装在固定支架上，直线模组用于驱动升降支架竖直滑动；驱动装置与直线模组连接；翻转支架通过水平的枢轴枢接于升降支架；连动机构包括转轴、套筒、锥齿轮组、传动机构；转轴安装在固定支架上，套筒安装在升降支架上，转轴与套筒同轴并且松键配合；套筒通过锥齿轮组与枢轴连接；直线模组通过传动机构与转轴连接。本实用新型通过设置连动机构使升降支架的升降和翻转支架的翻转连动，因此，只需一台驱动装置，即可同时实现探地雷达升降和翻转，从而简化了结构、降低了成本和空间占用。

摘要： 本实用新型公开了一种低频探地雷达节状天线及包含其的低频探地雷达，低频探地雷达节状天线为中心处馈电的半波对称振子天线，具有两个对称的天线臂，每个天线臂的馈电端设置有转接头用于连接发射器或接受器，每个天线臂包括数个天线臂单元，数个天线臂单元依次首尾串联呈节杆状，相邻两天线臂单元之间转动连接，除位于馈电端的一节天线臂单元外的天线臂单元内插入有加载电阻。本实用新型，实现了拓展频带和降低时域波形拖尾振铃的效果，并在保证强度的同时使天线臂能够弯折折叠，方便于折叠后进行存储和运输，便于到达现场后迅速展开天线进行作业，从而提高作业效率。

摘要： 本实用新型实施例提供了一种探地雷达安装架及探地雷达车。其中，所述探地雷达安装架包括：底盘安装连接件、行李架安装架，所述底盘安装连接件与探地雷达的第一天线以及机动车辆的底盘连接，所述行李架安装架与探地雷达的第一天线的两侧及车辆顶部行李架连接，两者结合可以将第一天线较为稳固地安装在机动车辆的底盘上，能够提升检测设备的稳定性，进而提升公路结构层内部病害检测的准确性。同时，该探地雷达安装架，结构简单、紧凑，能够提升检测设备的机动性和检测公路工作的安全性。另外，通过设置该探地雷达安装架，能够将探地雷达检测设备与大多数工程车辆及家用车辆相结合，无需依托专用底盘及专用工程车辆，大大降低了检测设备投入成本。

摘要： 本实用新型公开了一种探地雷达用天线、天线设备及探地雷达，属于地质探测领域。该探地雷达用天线包括基板，基板上面设置有左振子和右振子，左振子和右振子相对基板的对称轴呈轴对称，右振子为呈具有等腰三角形空心的等腰梯形，等腰梯形的上底靠近基板的中心，等腰三角形空心的底边与上底平行、且靠近上底，等腰三角形空心的三个角分别靠近等腰梯形的两腰和下底，左振子和右振子靠近基板中心的一端通过导线与同轴线连接。

摘要： 本实用新型提供了一种探地雷达自校装置及探地雷达自校系统，所述探地雷达自校装置包括：雷达天线；天线高度调整架，该天线高度调整架竖直放置，并且在竖直方向的不同高度处具有天线放置位置，以使得雷达天线能够放置于天线高度调整架的不同高度处；金属板，所述金属板位于所述天线高度调整架下部。本实用新型提供的探地雷达自校系统采用空气作为校准介质，利用实际测得的空气电磁波速度作为计量参数，与理论电磁波在空气中的传播速度比较来实现校准。本实用新型采用垂向观测，待测雷达天线屏蔽作用最大，受干扰小，易形成清晰可辨的雷达图像，测量精度高且稳定可靠。