探地雷达概论(孙)PPT课件
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为了识别图像或对图像进行地质解释，除了在简单形体正演基础上大多采 用人工判读方法外，正在开展专家系统技术的有关研究。
和地震勘探工作相似，探地雷达探测体的正反演研究也正在进行之中。
结束
12
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探地雷达的下列技术特性
(1) 探地雷达是一种非破坏性的探测技术，可以安全地用于 城市和正在建设中的工程现场。工作场地条件宽松，适 应性强(对于轻便类的仪器)；
R12 (cos i n2 sin 2 i ) /(cos i n2 sin 2 i )
T12 2 cos i /(cos i n2 sin 2 i )
（2.4-31）
其中 n 表示折射率， n
2
* 2
/ 11*
。
结束
24
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讨论
• u、ε、σ分别为介质的导磁系数、相对介 电常数和电导率。
返回结束12由于探地雷达所接收到的信号十分复杂脉冲在通过地下介质的过程中由于探地雷达所接收到的信号十分复杂脉冲在通过地下介质的过程中波形和波幅将发生较大的变化而脉冲余振系统内部干扰地表不光滑波形和波幅将发生较大的变化而脉冲余振系统内部干扰地表不光滑或地下介质不均匀等引起的散射以及剖面旁侧的绕射等干扰或地下介质不均匀等引起的散射以及剖面旁侧的绕射等干扰均使得实时均使得实时记录图像多变和不易分辨记录图像多变和不易分辨当前的当前的信号处理信号处理还只限于时问波形处理如从单次测量结果中减去平均波还只限于时问波形处理如从单次测量结果中减去平均波形以压低噪声和杂乱回波采用时变增益以补偿介质吸收和抑制深部噪声形以压低噪声和杂乱回波采用时变增益以补偿介质吸收和抑制深部噪声用频率滤波以剔除不必要的干扰频率等
1，于是可得
v c
r
（2.4-28）
式中 c 为真空中电磁波传播速度， c 0.3m/ns; r 为相 对介电常数。上式表明对大多数非导电、非磁性介 质来说，其电磁波传播速度 主要取决于介质的介 电常数。
结束
19
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原理4
2．电磁波在介质中的吸收特性
吸收系数 决定了场强在传播过程中的衰减速率， 探地雷达工作频率高，在地下介质中以位移电流为
测线上进行重复测量．然后把测量记录中相同 位置的记录进行叠加，这种记录能增强对深部 地下介质的分辨能力。
(2) 抗电磁干扰能力强，可在城市内各种噪声环境下工作， 环境干扰影响小；
(3) 具有工程上较满意的探测深度和分辨率.现场直接提供 实时剖面记录图，图像清晰直观；
(4) 便携微机控制数字采集、记录、存储和处理。轻便类仪 器现场仅需3人或更少人员即可工作，工作效率高。
结束
13
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2. 方法原理
探地雷达利用高频电磁波(主频为数十 兆赫至数百兆赫以至千兆赫)以宽频带短 脉冲形式，由地面通过天线T送入地下， 经地下地层或目的体反射后返回地面，为 另一天线R所接收(图1)。脉冲波行程需 时：
这些商用的探地雷达所使用的中心工作频率在10～1000MHz范围，时窗在O～ 20000ns。根据不同的地质条件，地面系列的探测深度约在30～50m，分辨率可达数厘米， 深度符合率小于±5cm。探地雷达由于采用了宽频短脉冲和高采样率，使其探测的分辨率高 于所有其它地球物理探测手段，采用可程控高次叠加(多达4000次)和多波形处理等信号恢复
下介质的相对介电常数值，后者可利用现成数据或测定获得。
结束
14
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方法原理
雷达图形常以脉冲反射波的波形形式记录。波形的正负峰分别以黑、 白色表示，或者以灰阶或彩色表示。这样，同相轴或等灰度、等色线 即可形象地表征出地下反射面。上图为波形记录的示意图。图上对照 一个简单的地质模型.，画出了波形的记录。在波形记录图上各测点均 以测线的铅垂方向记录波形，构成雷达剖面。与反射地震剖面相似，
t 4z2x2/
当地下介质中的波速v为已知时，可根据测到的精确的t值(ns，1ns=lO-9s)。由上 式求出反射体的深度(m)。式中x(m)值在剖面探测中是固定的：v值(m/ns)可以 用宽角方式直接测量，也可以根据
c/
近似算出(当介质的导电率很低时)[4]，其中c为光速(c=0.3m/ns)，为地
媒质
空气 淡水 海水 干砂 饱和砂 石灰岩 泥岩 粉砂 粘土 花岗岩 岩盐
冰
r
1 80 80 3~5 20~30 4~8 5~15 5~30 5~40 4~6 5~6 3~4
(mS/m)
0 0.5 3104 0.01 0.1~1.0 0.5~2 1~100 1~100 2~1000 0.01~1 0.01~1 0.01
结束
3
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工程地质工作者的评价
• 探地雷达是一种较新的地球物理方法
• 利用脉冲形式的宽带电磁波，用频率介于 106～109Hz的无线电波来确定地下介质分布； 探测地表之下或确定不可视物体的内部结 构。
• 经过几十年的发展，探地雷达逐渐趋于成 熟，由于具有高分辨率、高效率等优点， 因而广泛应用于工程与环境和资源等浅部 地球物理领域，并取得了很好的效果。
结束
10
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探地雷达仪器进展
随着微电子技术的迅速发展，现在的探地雷达设备已由庞大、笨重的结构改进为现场 适用的轻便工具。目前，已推出的商用探地雷达有：
• 美国地球物理探测设备公司(GSSI)的SIR系列 • 微波联合公司(M/A—Com，Inc.)的Terrascan MK系列 • 日本应用地质株式会社(0Y0公司)的GEORADAR系列 • 加拿大探头及软件公司(SSI)的PulseEKKO系列 • 瑞典地质公司(SGAB)的RAMAC钻孔雷达系统 • 大量的国产仪器等。
特点
自激自收采集工作效率高；
数据直接拼接成像；
高分辨率。
探测距离小。
结束
2
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探地雷达工作方式
• 实际检测时，雷达天线沿测线从左向右移动，如左 图；发射天线不断发射雷达电磁波，接收天线接收 到一条条雷达回波。将雷达回波按顺序排列展开， 便可准确、形象地反映出地下探测目的体及反射界 面的位置（见右图所示）。
电磁波在跨越介质交界面时，紧靠界面两侧的电场 强度和磁场强度的切向分量分别相等，则得
Ei Er Et
Hi
cos i
Hr
cos r
Ht
cos
t
（2.4-30）
结束
23
返回
原理8
令 R12 Er / Ei ,T12 Et / Ei ，分别表示波从介质 1 入射 到介质 2 时界面的反射系数和折射系数。
主，即 / 1 ，这时 的近似值为
2
（2.4-29）
即 与导电率成正比，与介电常数的平方根成正
比。
结束
20
返回
原理5
表 2.4.2 列出了一些常见介质的相对介电常数、导 电率、传播速度与吸收系数。注意高阻与低阻介质
的 r 、 、 、 的不同。
结束
21
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原理6
表 2.4.2 介质相对介电常数 r 、导电率 、速度 与吸收系数
电偶极源的电磁场
均匀介质中的电磁场
结束
16
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原理1
水平电偶极子源在主剖面中的辐射场为
Ey
2 p 4
e ikr r
Hx
k p 4
e ikr r
z
r
Hy
k p 4
e ikr r
x r
（2.4-25）
特点：在主剖面中，电场和发射天线（偶极子轴） 方向平行，而磁场与圆心位于原点的同心圆的切线 方向一致。
• 角标1和2分别代表入射介质和透射介质。
• 由关系式可以看出，反射系数与界面两 边介质的电磁性质和频率有关。很明显， 电磁参数差别大者，反射系数也大，因 而反射波的能量也大。
结束
25
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原理9
下面讨论不同入射角时，反射系数 R12 与折射系数T12 的变化规律。
1 ． i 0 ， 即 垂 直 向 射 ， 此 时 R12 (1 n) /(1 n); T12 2 /(1 n) 。当 n 1 时， R12 0 ， T12 1 ； Er 与 Ei 反向， H r 与 H i 同向。当 n 1 时，则与 上述情况相反。
探地雷达概论
Ground Penetrating RadarGPR
Phone: Email：
结束
1
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探地雷达原理
• 探地雷达：是一种浅层工程勘探方法
（通过天线发射高频电磁波，当高频电磁波遇到 介电常数不同的界面时，产生反射回波；根据接 收天线接收到反射回波的时间确定反射界面的距 离和根据反射回波形态判定反射体的性质）。
• 早期,由于地下介质比空气具有强得多的电磁波衰减特性， 加之地下介质情况的多样性，波在地中的传播特性比在空 气中要复杂得多。因此，探地雷达的初期应用仅限于波吸 收很弱的冰层、岩盐矿等介质中。如s.Evans1963年用雷 达测量极地冰层的厚度；Harrison 1970年在南极冰面上 取得了穿透800～2200m的资料；1974年L.T.Procello 用雷达研究月球表面结构；Unbterberger探测冰川和冰 山的厚度等。
结束
26
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原理10
2． sin i n, t 90 。于是折射波沿界面在
介质 2 中“滑行”，并折向第 1 介质，而无向下传
播的波。这时的入射角称为临界角 c 。
目前常用的时域探地雷达测量方式有剖面法 和宽角法两种。
结束
27
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讨论
• 对于斜入射情况，反射系数将因波极化 性质而变，反射系数还与入射角大小有 关。
技术，大大改善了信噪比和图像显示性能。今后的趋势是向多天线高速扫描接收和进一步
改善天线对各种目的体的回波响应性能，以实现更精确、小尺寸、高工效、低成本以及图 像联系真实地质情况等总的要求。
结束
11
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理论研究方面
由于探地雷达所接收到的信号十分复杂，脉冲在通过地下介质的过程中， 波形和波幅将发生较大的变化，而脉冲余振、系统内部干扰、地表不光滑 或地下介质不均匀等引起的散射以及剖面旁侧的绕射等干扰，均使得实时 记录图像多变和不易分辨
当前的信号处理还只限于时问波形处理，如从单次测量结果中减去平均波 形以压低噪声和杂乱回波、采用时变增益以补偿介质吸收和抑制深部噪声、 用频率滤波以剔除不必要的干扰频率等。
研究采用聚焦技术，以集中目的体的空间响应：采用讯号增强以及预反褶 积等数值处理技术，以加强近地表被强初至模糊了的反射体波形特征等。
结束
9
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探地雷达发展历史（续）
随着仪器信噪比的大大提高和数据处理技术的应用，70年代以 后，探地雷达的实际应用范围迅速扩大，其中： • 石灰岩地区采石场的探测(1971年Takazi；1973年Kitahra) • 二程地质探测(1974年R.M.Morey；1976年，1977年A.P.Annan和 J.L.Davis，1978年01hoeft，Dolphin等，1979年Benson等) • 煤矿井探测(1975年J，C.Cook)、泥炭调查(1982年C.P.F.Ulri ksen) • 放射性废弃物处理调查(1982年D.L.wright，R.D.Watts；1985年 0.Olsson) • 地面和钻孔雷达用于地质构造填图、水文地质调查、地基和道路下 空洞及裂缝调查、埋设物探测和水坝、隧道、堤岸、古墓遗迹探查 等(1982～1987年加拿大、日本、美国、瑞典等报道)。
(m/ns)
0.3 0.033 0.01 0.15 0.06 0.12 0.09 0.07 0.06 0.13 0.13 0.16
(dB/m)
0 0.1 103 0.01 0.03~0.3 0.4~1 1~100 1~100 1~300 0.01~1 0.01~1 0.01
结束
22
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原理7
垂直极化波（电场矢量垂直入射面）在界面的 反射与折射：
• 介质的含水量一般也会对σ、ε值有所影 响，含水多者σ、ε值变大，相应地，反 射系数也会不同。波的吸收程度与衰减 因子有关。
结束
28
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原理11
l．剖面法与多次覆盖 （1）剖面法
剖面法是发射天线（T）和接收天线（R） 以固定间距沿测线同步移动的一种测量方式。
（2）多次覆盖 应用不同天线距的发射——接收天线在同一
结束
4
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探地雷达应用实例
结束
5
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探地雷达应用实例
结束
6
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结束
7
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1. 概述
• 与探空或通讯雷达技术相类似，探地雷达 利用高频电磁脉冲波的反射探测目的体及 地质现象。
• 从地面向地下发射电磁波来实现探测 。
• 故亦称之为地质雷达。
结束
8
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探地雷达发展历史
• 将雷达原理用于探地，早在1910年就已提出，当时德国 的G.Leimback和Lowy曾以专利形式阐明这一问题。以 后J.C.Cook在1960年用脉冲雷达，在矿井中做了试验。
雷达剖面亦同样存在反射波的偏移与绕射波的归位问题。故雷达图形
也需作偏移处理。反射脉冲信号的强度，与界面的波反射系数和穿透 介质的波吸收程度有关
结束15返回源自脉冲时间域探地雷达的基本原理
脉冲时间域探地雷达利用超高频短脉冲电 磁波在地下介质中的传播规律来探测地下介质 的分布。因为①任何脉冲波都可以分解成不同 频率的单谐波；②对称振子型、发射和接受天 线间距离很小。因此电偶极源产生的单谐电磁 波场及传播特征是探地雷达的理论基础。
结束
17
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原理 2
1．电磁波在介质中的传播速度
探地雷达测量的是地下界面的反射波的走时，为了 获取地下界面的深度，必须要有介质的电磁波传播速度 v ，其值为
v [ ( 1 ( ) 2 1)]1/ 2
2
（2.4-27）
结束
18
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原理3
绝大多数岩石介质属非磁性、非导电介质，常常满
足
和地震勘探工作相似，探地雷达探测体的正反演研究也正在进行之中。
结束
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探地雷达的下列技术特性
(1) 探地雷达是一种非破坏性的探测技术，可以安全地用于 城市和正在建设中的工程现场。工作场地条件宽松，适 应性强(对于轻便类的仪器)；
R12 (cos i n2 sin 2 i ) /(cos i n2 sin 2 i )
T12 2 cos i /(cos i n2 sin 2 i )
（2.4-31）
其中 n 表示折射率， n
2
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/ 11*
。
结束
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讨论
• u、ε、σ分别为介质的导磁系数、相对介 电常数和电导率。
返回结束12由于探地雷达所接收到的信号十分复杂脉冲在通过地下介质的过程中由于探地雷达所接收到的信号十分复杂脉冲在通过地下介质的过程中波形和波幅将发生较大的变化而脉冲余振系统内部干扰地表不光滑波形和波幅将发生较大的变化而脉冲余振系统内部干扰地表不光滑或地下介质不均匀等引起的散射以及剖面旁侧的绕射等干扰或地下介质不均匀等引起的散射以及剖面旁侧的绕射等干扰均使得实时均使得实时记录图像多变和不易分辨记录图像多变和不易分辨当前的当前的信号处理信号处理还只限于时问波形处理如从单次测量结果中减去平均波还只限于时问波形处理如从单次测量结果中减去平均波形以压低噪声和杂乱回波采用时变增益以补偿介质吸收和抑制深部噪声形以压低噪声和杂乱回波采用时变增益以补偿介质吸收和抑制深部噪声用频率滤波以剔除不必要的干扰频率等
1，于是可得
v c
r
（2.4-28）
式中 c 为真空中电磁波传播速度， c 0.3m/ns; r 为相 对介电常数。上式表明对大多数非导电、非磁性介 质来说，其电磁波传播速度 主要取决于介质的介 电常数。
结束
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原理4
2．电磁波在介质中的吸收特性
吸收系数 决定了场强在传播过程中的衰减速率， 探地雷达工作频率高，在地下介质中以位移电流为
测线上进行重复测量．然后把测量记录中相同 位置的记录进行叠加，这种记录能增强对深部 地下介质的分辨能力。
(2) 抗电磁干扰能力强，可在城市内各种噪声环境下工作， 环境干扰影响小；
(3) 具有工程上较满意的探测深度和分辨率.现场直接提供 实时剖面记录图，图像清晰直观；
(4) 便携微机控制数字采集、记录、存储和处理。轻便类仪 器现场仅需3人或更少人员即可工作，工作效率高。
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2. 方法原理
探地雷达利用高频电磁波(主频为数十 兆赫至数百兆赫以至千兆赫)以宽频带短 脉冲形式，由地面通过天线T送入地下， 经地下地层或目的体反射后返回地面，为 另一天线R所接收(图1)。脉冲波行程需 时：
这些商用的探地雷达所使用的中心工作频率在10～1000MHz范围，时窗在O～ 20000ns。根据不同的地质条件，地面系列的探测深度约在30～50m，分辨率可达数厘米， 深度符合率小于±5cm。探地雷达由于采用了宽频短脉冲和高采样率，使其探测的分辨率高 于所有其它地球物理探测手段，采用可程控高次叠加(多达4000次)和多波形处理等信号恢复
下介质的相对介电常数值，后者可利用现成数据或测定获得。
结束
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方法原理
雷达图形常以脉冲反射波的波形形式记录。波形的正负峰分别以黑、 白色表示，或者以灰阶或彩色表示。这样，同相轴或等灰度、等色线 即可形象地表征出地下反射面。上图为波形记录的示意图。图上对照 一个简单的地质模型.，画出了波形的记录。在波形记录图上各测点均 以测线的铅垂方向记录波形，构成雷达剖面。与反射地震剖面相似，
t 4z2x2/
当地下介质中的波速v为已知时，可根据测到的精确的t值(ns，1ns=lO-9s)。由上 式求出反射体的深度(m)。式中x(m)值在剖面探测中是固定的：v值(m/ns)可以 用宽角方式直接测量，也可以根据
c/
近似算出(当介质的导电率很低时)[4]，其中c为光速(c=0.3m/ns)，为地
媒质
空气 淡水 海水 干砂 饱和砂 石灰岩 泥岩 粉砂 粘土 花岗岩 岩盐
冰
r
1 80 80 3~5 20~30 4~8 5~15 5~30 5~40 4~6 5~6 3~4
(mS/m)
0 0.5 3104 0.01 0.1~1.0 0.5~2 1~100 1~100 2~1000 0.01~1 0.01~1 0.01
结束
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工程地质工作者的评价
• 探地雷达是一种较新的地球物理方法
• 利用脉冲形式的宽带电磁波，用频率介于 106～109Hz的无线电波来确定地下介质分布； 探测地表之下或确定不可视物体的内部结 构。
• 经过几十年的发展，探地雷达逐渐趋于成 熟，由于具有高分辨率、高效率等优点， 因而广泛应用于工程与环境和资源等浅部 地球物理领域，并取得了很好的效果。
结束
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探地雷达仪器进展
随着微电子技术的迅速发展，现在的探地雷达设备已由庞大、笨重的结构改进为现场 适用的轻便工具。目前，已推出的商用探地雷达有：
• 美国地球物理探测设备公司(GSSI)的SIR系列 • 微波联合公司(M/A—Com，Inc.)的Terrascan MK系列 • 日本应用地质株式会社(0Y0公司)的GEORADAR系列 • 加拿大探头及软件公司(SSI)的PulseEKKO系列 • 瑞典地质公司(SGAB)的RAMAC钻孔雷达系统 • 大量的国产仪器等。
特点
自激自收采集工作效率高；
数据直接拼接成像；
高分辨率。
探测距离小。
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探地雷达工作方式
• 实际检测时，雷达天线沿测线从左向右移动，如左 图；发射天线不断发射雷达电磁波，接收天线接收 到一条条雷达回波。将雷达回波按顺序排列展开， 便可准确、形象地反映出地下探测目的体及反射界 面的位置（见右图所示）。
电磁波在跨越介质交界面时，紧靠界面两侧的电场 强度和磁场强度的切向分量分别相等，则得
Ei Er Et
Hi
cos i
Hr
cos r
Ht
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（2.4-30）
结束
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原理8
令 R12 Er / Ei ,T12 Et / Ei ，分别表示波从介质 1 入射 到介质 2 时界面的反射系数和折射系数。
主，即 / 1 ，这时 的近似值为
2
（2.4-29）
即 与导电率成正比，与介电常数的平方根成正
比。
结束
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原理5
表 2.4.2 列出了一些常见介质的相对介电常数、导 电率、传播速度与吸收系数。注意高阻与低阻介质
的 r 、 、 、 的不同。
结束
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原理6
表 2.4.2 介质相对介电常数 r 、导电率 、速度 与吸收系数
电偶极源的电磁场
均匀介质中的电磁场
结束
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原理1
水平电偶极子源在主剖面中的辐射场为
Ey
2 p 4
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k p 4
e ikr r
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（2.4-25）
特点：在主剖面中，电场和发射天线（偶极子轴） 方向平行，而磁场与圆心位于原点的同心圆的切线 方向一致。
• 角标1和2分别代表入射介质和透射介质。
• 由关系式可以看出，反射系数与界面两 边介质的电磁性质和频率有关。很明显， 电磁参数差别大者，反射系数也大，因 而反射波的能量也大。
结束
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原理9
下面讨论不同入射角时，反射系数 R12 与折射系数T12 的变化规律。
1 ． i 0 ， 即 垂 直 向 射 ， 此 时 R12 (1 n) /(1 n); T12 2 /(1 n) 。当 n 1 时， R12 0 ， T12 1 ； Er 与 Ei 反向， H r 与 H i 同向。当 n 1 时，则与 上述情况相反。
探地雷达概论
Ground Penetrating RadarGPR
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探地雷达原理
• 探地雷达：是一种浅层工程勘探方法
（通过天线发射高频电磁波，当高频电磁波遇到 介电常数不同的界面时，产生反射回波；根据接 收天线接收到反射回波的时间确定反射界面的距 离和根据反射回波形态判定反射体的性质）。
• 早期,由于地下介质比空气具有强得多的电磁波衰减特性， 加之地下介质情况的多样性，波在地中的传播特性比在空 气中要复杂得多。因此，探地雷达的初期应用仅限于波吸 收很弱的冰层、岩盐矿等介质中。如s.Evans1963年用雷 达测量极地冰层的厚度；Harrison 1970年在南极冰面上 取得了穿透800～2200m的资料；1974年L.T.Procello 用雷达研究月球表面结构；Unbterberger探测冰川和冰 山的厚度等。
结束
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原理10
2． sin i n, t 90 。于是折射波沿界面在
介质 2 中“滑行”，并折向第 1 介质，而无向下传
播的波。这时的入射角称为临界角 c 。
目前常用的时域探地雷达测量方式有剖面法 和宽角法两种。
结束
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讨论
• 对于斜入射情况，反射系数将因波极化 性质而变，反射系数还与入射角大小有 关。
技术，大大改善了信噪比和图像显示性能。今后的趋势是向多天线高速扫描接收和进一步
改善天线对各种目的体的回波响应性能，以实现更精确、小尺寸、高工效、低成本以及图 像联系真实地质情况等总的要求。
结束
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理论研究方面
由于探地雷达所接收到的信号十分复杂，脉冲在通过地下介质的过程中， 波形和波幅将发生较大的变化，而脉冲余振、系统内部干扰、地表不光滑 或地下介质不均匀等引起的散射以及剖面旁侧的绕射等干扰，均使得实时 记录图像多变和不易分辨
当前的信号处理还只限于时问波形处理，如从单次测量结果中减去平均波 形以压低噪声和杂乱回波、采用时变增益以补偿介质吸收和抑制深部噪声、 用频率滤波以剔除不必要的干扰频率等。
研究采用聚焦技术，以集中目的体的空间响应：采用讯号增强以及预反褶 积等数值处理技术，以加强近地表被强初至模糊了的反射体波形特征等。
结束
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探地雷达发展历史（续）
随着仪器信噪比的大大提高和数据处理技术的应用，70年代以 后，探地雷达的实际应用范围迅速扩大，其中： • 石灰岩地区采石场的探测(1971年Takazi；1973年Kitahra) • 二程地质探测(1974年R.M.Morey；1976年，1977年A.P.Annan和 J.L.Davis，1978年01hoeft，Dolphin等，1979年Benson等) • 煤矿井探测(1975年J，C.Cook)、泥炭调查(1982年C.P.F.Ulri ksen) • 放射性废弃物处理调查(1982年D.L.wright，R.D.Watts；1985年 0.Olsson) • 地面和钻孔雷达用于地质构造填图、水文地质调查、地基和道路下 空洞及裂缝调查、埋设物探测和水坝、隧道、堤岸、古墓遗迹探查 等(1982～1987年加拿大、日本、美国、瑞典等报道)。
(m/ns)
0.3 0.033 0.01 0.15 0.06 0.12 0.09 0.07 0.06 0.13 0.13 0.16
(dB/m)
0 0.1 103 0.01 0.03~0.3 0.4~1 1~100 1~100 1~300 0.01~1 0.01~1 0.01
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原理7
垂直极化波（电场矢量垂直入射面）在界面的 反射与折射：
• 介质的含水量一般也会对σ、ε值有所影 响，含水多者σ、ε值变大，相应地，反 射系数也会不同。波的吸收程度与衰减 因子有关。
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原理11
l．剖面法与多次覆盖 （1）剖面法
剖面法是发射天线（T）和接收天线（R） 以固定间距沿测线同步移动的一种测量方式。
（2）多次覆盖 应用不同天线距的发射——接收天线在同一
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探地雷达应用实例
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探地雷达应用实例
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1. 概述
• 与探空或通讯雷达技术相类似，探地雷达 利用高频电磁脉冲波的反射探测目的体及 地质现象。
• 从地面向地下发射电磁波来实现探测 。
• 故亦称之为地质雷达。
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探地雷达发展历史
• 将雷达原理用于探地，早在1910年就已提出，当时德国 的G.Leimback和Lowy曾以专利形式阐明这一问题。以 后J.C.Cook在1960年用脉冲雷达，在矿井中做了试验。
雷达剖面亦同样存在反射波的偏移与绕射波的归位问题。故雷达图形
也需作偏移处理。反射脉冲信号的强度，与界面的波反射系数和穿透 介质的波吸收程度有关
结束15返回源自脉冲时间域探地雷达的基本原理
脉冲时间域探地雷达利用超高频短脉冲电 磁波在地下介质中的传播规律来探测地下介质 的分布。因为①任何脉冲波都可以分解成不同 频率的单谐波；②对称振子型、发射和接受天 线间距离很小。因此电偶极源产生的单谐电磁 波场及传播特征是探地雷达的理论基础。
结束
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原理 2
1．电磁波在介质中的传播速度
探地雷达测量的是地下界面的反射波的走时，为了 获取地下界面的深度，必须要有介质的电磁波传播速度 v ，其值为
v [ ( 1 ( ) 2 1)]1/ 2
2
（2.4-27）
结束
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原理3
绝大多数岩石介质属非磁性、非导电介质，常常满
足