探地雷达成像算法研究

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《姚河塬遗址探地雷达B-scan数据检测的深度学习方法研究》范文

《姚河塬遗址探地雷达B-scan数据检测的深度学习方法研究》范文

《姚河塬遗址探地雷达B-scan数据检测的深度学习方法研究》篇一一、引言随着科技的发展,考古学研究逐渐与现代技术相结合,其中探地雷达技术为考古学带来了革命性的突破。

姚河塬遗址作为我国重要的考古遗址之一,其地下埋藏的文物和遗迹对于研究古代文明具有重要意义。

本文旨在研究探地雷达B-scan数据检测的深度学习方法,以期为姚河塬遗址的考古研究提供新的技术手段。

二、探地雷达B-scan数据概述探地雷达是一种利用高频电磁波探测地下物体的技术。

B-scan是探地雷达的一种扫描方式,它可以获取地下不同深度的反射信号,形成二维图像。

姚河塬遗址的B-scan数据包含了丰富的地下信息,如古建筑、墓葬、道路等,这些信息对于考古研究具有重要意义。

然而,由于B-scan数据具有高维度、非线性、噪声干扰等特点,传统的数据处理方法往往难以有效地提取有用信息。

因此,本研究采用深度学习方法对B-scan数据进行处理。

三、深度学习方法在B-scan数据处理中的应用深度学习是一种模拟人脑神经网络的学习方法,它在图像识别、语音识别、自然语言处理等领域取得了显著的成果。

在B-scan数据处理中,深度学习可以通过学习数据的特征表示,提取有用的信息,降低噪声干扰。

本研究采用卷积神经网络(CNN)对B-scan数据进行处理。

首先,对B-scan数据进行预处理,包括去噪、归一化等操作。

然后,构建卷积神经网络模型,通过网络的学习,自动提取B-scan数据中的特征。

在特征提取过程中,通过调整网络的结构和参数,使得网络能够更好地适应B-scan数据的特性。

最后,通过训练和优化模型,得到对B-scan数据的有效处理方法。

四、实验与分析为了验证深度学习方法在姚河塬遗址探地雷达B-scan数据处理中的有效性,我们进行了实验。

实验数据来自姚河塬遗址的探地雷达B-scan数据。

我们比较了传统数据处理方法和深度学习方法在处理B-scan数据时的效果。

实验结果表明,深度学习方法在处理B-scan数据时具有更高的准确率和稳定性。

《超深探地雷达探测系统的分析与研究》范文

《超深探地雷达探测系统的分析与研究》范文

《超深探地雷达探测系统的分析与研究》篇一一、引言随着科技的飞速发展,地球探测技术已成为众多领域不可或缺的支撑技术。

其中,超深探地雷达探测系统以其高精度、高效率的探测能力,在地质勘探、资源开发、环境监测等领域发挥着越来越重要的作用。

本文将对超深探地雷达探测系统的原理、构成、应用及其发展进行详细的分析与研究。

二、超深探地雷达探测系统原理分析超深探地雷达探测系统主要基于电磁波的传播与反射原理进行工作。

当雷达发射的电磁波脉冲遇到地下介质时,部分电磁波会穿透介质,部分则被反射回地面。

通过接收并分析这些反射回来的电磁波信号,可以推断出地下介质的性质、结构等信息。

三、超深探地雷达探测系统构成研究超深探地雷达探测系统主要由以下几个部分构成:1. 发射系统:负责产生高频电磁波脉冲,驱动雷达天线向地下发射电磁波。

2. 接收系统:接收从地下反射回来的电磁波信号,并将其转换为电信号供后续处理。

3. 信号处理系统:对接收到的电信号进行滤波、放大、数字化等处理,提取出有用的信息。

4. 显示与记录系统:将处理后的信息以图像或数据的形式显示出来,供用户分析使用。

5. 控制与数据处理中心:负责整个系统的控制与数据处理,包括发射功率控制、接收灵敏度控制、数据处理算法等。

四、超深探地雷达探测系统应用领域探讨超深探地雷达探测系统在多个领域都有广泛的应用,主要包括:1. 地质勘探:用于探测地下矿藏、地质构造、地下水等资源。

2. 资源开发:在石油、天然气等资源开发中,用于寻找油气藏、评估储量等。

3. 环境监测:用于监测地下水污染、地质灾害等环境问题。

4. 工程勘察:在基础工程、隧道工程等领域,用于探测地下障碍物、岩层结构等。

五、超深探地雷达探测系统的发展趋势随着科技的不断进步,超深探地雷达探测系统将朝着以下几个方向发展:1. 高分辨率:通过提高发射频率、优化信号处理算法等方式,提高探测的分辨率和精度。

2. 深探测:通过改进天线技术、优化数据处理算法等方式,提高探测深度,实现对更深层地下介质的探测。

基于图像熵的探地雷达Kirchhoff偏移成像算法

基于图像熵的探地雷达Kirchhoff偏移成像算法

收稿日期:2019-10-28修回日期:2019-11-26作者简介:林志强(1990-),男,吉林桦甸人,硕士。

研究方向:雷达图像处理、效能评估。

摘要:Kirchhoff 偏移成像是一种能有效提升探地雷达方位分辨率的算法,但在实际应用过程中,复杂多变的探测环境使得波速参数很难预先获知,成像效果难以得到保障。

针对这一问题,提出一种基于图像熵的探地雷达Kirchhoff 偏移成像算法,该算法对波速变化具有很好的适应性。

同时,利用GPRMax 软件仿真的实验数据对算法进行了验证,实验结果表明,所提算法波速估计精度高,成像效果好。

关键词:探地雷达,Kirchhoff 偏移成像,图像熵,波速估计中图分类号:TJ01;P225.7文献标识码:ADOI :10.3969/j.issn.1002-0640.2020.12.018引用格式:林志强,王磊,樊斌斌.基于图像熵的探地雷达Kirchhoff 偏移成像算法[J ].火力与指挥控制,2020,45(12):97-100.基于图像熵的探地雷达Kirchhoff 偏移成像算法林志强,王磊,樊斌斌(国防科技大学信息通信学院,武汉430010)Kirchhoff Migration Imaging Algorithm ofGround Penetrating Radar Based on Image EntropyLIN Zhi-qiang ,WANG Lei ,FAN Bin-bin(School of Information and Communication ,National University of Defense Technology ,Wuhan 430010,China )Abstract :Kirchhoff migration imaging is an effective algorithm to improve the azimuth resolutionof Ground Penetrating Radar (GPR ).However ,in the practical application process ,the complex and changeable detection environment makes it difficult to know the velocity parameters in advance ,and the imaging effect is difficult to be guaranteed.To solve this problem ,a Kirchhoff migration imagingalgorithm of ground penetrating radar based on image entropy is proposed.The algorithm has good adaptability to the variation of wave velocity.The algorithm is validated by the experimental data simulated by GPRMax software.The experimental results show that the velocity estimation accuracy ofthe proposed algorithm is high and the imaging effect is good.Key words :Ground Penetrating Radar (GPR ),kirchhoff migration imaging ,image entropy ,velocity estimationCitation format :LIN Z Q ,WANG L ,FAN B B.Kirchhoff migration imaging algorithm of ground penetrating radar based on image entropy [J ].Fire Control &Command Control ,2020,45(12):97-100.0引言探地雷达(Ground Penetrating Radar ,GPR )是利用宽频带高频率电磁波脉冲的反射来探测地下介质结构和特性的一种地球物理探测设备[1-2]。

雷达成像技术的研究进展

雷达成像技术的研究进展

雷达成像技术的研究进展雷达(Radar)全称是Radio Detection and Ranging,翻译过来就是“射频探测与测距”。

雷达是一种无线电波测距设备,它可以通过发射一束电磁波并接收它反射回来的信号来探测目标的位置和速度。

雷达技术的主要应用领域包括军事、民用航空、天气预报、海洋探测等方面。

而在这些领域中,雷达成像技术也正逐渐成为一个热门的研究领域。

1. 雷达成像技术的基本原理雷达成像技术的基本原理是利用雷达所发出的电磁波在目标表面反射后所形成的信号,然后将这些信号经过处理后形成目标图像。

相对于常规雷达来说,雷达成像技术显然更具有细节和图像效果。

这种雷达成像技术相对于常规雷达的优势在于其可以获得比常规雷达更加精细的目标图像。

而这也解决了一些领域中常规雷达无法解决的问题,例如在航空中,雷达成像技术可以帮助飞机识别和避让其他航空器。

2. 雷达成像技术的分类雷达成像技术可大致分为两大类,即合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)和雷达散射截面成像(Radar Scattering Cross-section Imaging,RSC).合成孔径雷达的原理是将连续的雷达信号进行采样,并在计算机中将它们组合在一起,以模拟一个由单个大天线发送的雷达信号。

这样的完成的目标是获得比单独的雷达信号更高分辨率的雷达图像。

通过这种方式可以获得更高的分辨率,并且可以消除传统雷达由于天线大小和目标距离限制而产生的限制。

从而可以实现对小目标的精细探测。

而雷达散射截面成像则是通过基于雷达反射率的计算、图像处理和建模等手段,获得目标的散射截面,进而获取目标的形状、大小、姿态等特征信息。

该技术常用于对飞机、舰船等复杂目标的识别与辨识。

3. 雷达成像技术的应用目前,雷达成像技术的应用已经逐渐扩展到很多领域。

例如:(1)军事领域:在军事领域中,雷达成像技术是一项非常重要的技术。

通过这种技术,可以快速且精确地获取军事目标的位置和特征信息。

《超深探地雷达探测系统的分析与研究》范文

《超深探地雷达探测系统的分析与研究》范文

《超深探地雷达探测系统的分析与研究》篇一一、引言随着科技的不断发展,超深探地雷达探测系统作为一种重要的地球探测工具,其应用领域日益广泛。

该系统利用电磁波在地下介质中的传播特性,进行地下目标的探测与成像。

本文将对超深探地雷达探测系统的原理、应用、技术发展等方面进行分析与研究。

二、超深探地雷达探测系统原理超深探地雷达探测系统主要基于电磁波的传播原理进行工作。

系统发射高频率的电磁波,这些电磁波在地下介质中传播,当遇到不同介质界面时,部分电磁波会被反射回来,被系统接收并处理成图像。

通过分析反射回来的电磁波的强度、传播时间等信息,可以推断出地下目标的性质、位置和深度。

三、超深探地雷达探测系统的应用超深探地雷达探测系统在地质勘探、资源调查、环境监测等领域有着广泛的应用。

1. 地质勘探:通过探测地下岩石、矿体等目标的反射信号,可以了解地层的结构、岩性、矿产资源等信息,为地质勘探提供重要依据。

2. 资源调查:超深探地雷达探测系统可以用于地下水、石油、天然气等资源的勘探,通过分析地下介质的电磁特性,预测资源的分布和储量。

3. 环境监测:超深探地雷达探测系统还可以用于环境监测,如地下水污染、土地沉降等问题的探测,为环境保护提供技术支持。

四、超深探地雷达探测系统的技术发展随着科技的不断发展,超深探地雷达探测系统的技术也在不断进步。

1. 高分辨率成像技术:通过提高发射电磁波的频率、优化信号处理算法等方法,提高系统的分辨率,使成像更加清晰。

2. 三维成像技术:通过多个天线的同时工作,实现地下目标的立体成像,提高探测的精度和效率。

3. 无线传输技术:通过无线传输技术,实现远距离的雷达数据传输,提高系统的灵活性和应用范围。

4. 人工智能技术:将人工智能技术应用于超深探地雷达探测系统中,实现自动目标识别、智能数据处理等功能,提高系统的智能化水平。

五、结论超深探地雷达探测系统作为一种重要的地球探测工具,具有广泛的应用前景。

通过对该系统的原理、应用、技术发展等方面的分析研究,我们可以看到,随着科技的不断发展,超深探地雷达探测系统的性能将不断提高,应用领域将不断拓展。

探地雷达横向等效变波速SAR成像算法研究

探地雷达横向等效变波速SAR成像算法研究
第3 9卷 第 l期 2 1年 1 00 月
电 子 科 技 大 学 学 报
J u n l f i e st f e to i c e c n e h o o yo Ch n o r a Unv ri o Elcr n cS in ea dT c n l g f i a o y
V_ I9 N o. 0 3 l 1
Jn 2 1 a. 00
探地雷达横 向等效变波速S R成像 算法研 究 A
李廷军,孔令讲 ,周 正欧
( 电子 科技大 学 电子工程 学 院 成 都 6 05 ) 10 4
【 摘要 】探地 雷达应用 中,由于土壤介质的影响,不同位置 目 标回波延时常常存 在波动,传统的恒定波速成像算法不能 修正这种 波动 , 以使成像性能达到最优 。 难 该文提 出一种根据 目 标回波的曲线特征 , 快速估计横 向等效波速 , 采用变波速FK -
(c o l f l t nc n i eig U iesyo E et nc c n ea d e h oo yo C ia h n d 6 0 5 ) S h o E e r i E g e r , nv ri f l r i S i c c n lg f hn C e g u 1 0 4 o co n n 径成 像 可 以提 高 探地雷 达 的方位 分
辨率 和信 噪 比,改善 成像 质量 。而波速 估计 是探地 雷达合 成孔径 成像 的基 础 ,准确 地 波速估 计才 能对
实 际上 ,地 震勘探 中 ,针 对 地下介 质 的变化提 出了大量 变波速 偏移 成像 方法 【-]文献 【4分析 了 l1 ̄ 3 1 1】 探地 雷达 与地 震 勘探 方法 的特 点 以及地 面起 伏引起 的 回波 畸变 ,提 出横 向变波 速 成像 算法 ,取得 了较

地质勘探中的地质雷达技术

地质勘探中的地质雷达技术

地质勘探中的地质雷达技术地质雷达技术是地球科学领域中一种非常重要的勘探技术,它能够通过无损检测方式获得地下结构的信息。

本文将介绍地质雷达技术的原理、应用领域以及未来的发展趋势。

一、地质雷达技术的原理地质雷达技术利用微波信号与地下物质相互作用的特性,通过检测回波信号来确定地下结构。

其原理可以简单概括为发射、接收和处理三个步骤:1. 发射:地质雷达系统通过天线发射微波信号,这些信号会在地下不同介质的界面上发生反射、折射、散射等现象。

2. 接收:接收系统会收集回波信号,并将其转化为电信号发送到处理系统进行分析。

3. 处理:处理系统对接收到的信号进行时频分析,通过波形和幅度的变化来获得地下结构的信息。

二、地质雷达技术的应用领域地质雷达技术在地球科学领域有着广泛的应用,可以用于以下几个方面:1. 地质勘探:地质雷达技术可以用于地质勘探,例如矿产资源勘探、岩溶地貌勘察、地下水资源调查等。

通过地质雷达扫描,可以获取地下结构的信息,帮助勘探人员确定勘探区域的地质构造和岩石性质。

2. 土壤研究:地质雷达技术对于土壤研究也有很大的帮助。

通过对土壤中微波信号的分析,可以获取土壤的含水量、密度、孔隙率等信息,有助于土壤质地评价和土壤污染监测。

3. 工程勘察:地质雷达技术在工程勘察中起到了重要的作用。

它可以用于检测地下管线、洞穴、地下隧道等工程建设中的隐患,帮助工程师减少钻探次数、提高工作效率,并确保施工的安全性。

4. 灾害监测:地质雷达技术在灾害监测方面也有广泛应用。

例如,它可以用于监测地质滑坡、地下水位变化、地震活动等,为灾害预警和防治提供重要的数据支持。

三、地质雷达技术的发展趋势随着科技的不断进步,地质雷达技术也在不断发展。

未来,地质雷达技术可能朝着以下几个方向发展:1. 分辨率提升:随着雷达系统技术的改进,地质雷达的分辨率将进一步提升,可以获取更精细的地下结构信息。

2. 多频段应用:地质雷达技术可以利用多种频段的微波信号,通过对多频段信号的处理来获取更丰富的地下信息。

SAR成像及成像算法

SAR成像及成像算法

SAR成像及成像算法
SAR(Synthetic Aperture Radar),即合成孔径雷达,是一种具有视距的雷达成像技术,它利用通过雷达发射的电磁波的返回信号来构建成像,是今天最受欢迎的遥感成像技术之一、它是由空间技术应用罗列公司(STARS)于1970年首次研制完成的。

由于它的无损探测、低成本、通用性强、快速更新和相当高的精度等优点,使SAR成像广泛应用于地表特性探测、航空和海洋地理资源监测、地表热分辨观测、大气和气候研究等多种领域,并取得了突出的成果。

SAR成像的本质是利用雷达发射的电磁波探测地表物质的反射状态,从而构建三维图像。

SAR成像算法主要分成基线分析、多普勒解析和像元投影三个过程。

首先,基线分析是处理多普勒解析的基本步骤,它识别SAR图像的物理位置,将地表物质的反射信号与它们在同一物理位置的多普勒频率作对比,从而计算出相应的基线;其次,多普勒解析处理SAR图像所涉及的空间结构,它可以利用反射信号的多普勒频率,将不同波段中的多普勒信号重建成三维定量数据;最后,像元投影过程会将三维数据转换成二维图像,以实现SAR成像。

当前。

开题报告—压缩感知

开题报告—压缩感知
1.4 主要参考文献
[1] E Candès and T Tao, Near optimal signal recovery from random projections: Universal encoding strategies? IEEE Trans. Inform. Theory, 2006.12, 52(12): 5406 -5425 [2] D Donoho and Y Tsaig, Extensions of compressed sensing. Signal Processi ng, 2006.3, 86(3): 533-548 [3] R Baraniuk, A lecture on compressive sensing, IEEE Signal Processing Magazine, 2007.7, 24(4): 118-121 [4] W Bajwa, J Haupt, G Raz, S Wright and R Nowak, Toeplitz-structured compressed sensing matrices. IEEE Workshop on Statistical Signal Processing (SSP), Madison, Wisconsin, 2007.8, 294-298 [5] E Candès and J Romberg, Sparsity and incoherence in compressive sampling. Inverse Problems, 2007,23(3): 969-985 [6] 方红, 章权兵, 韦穗, 基于亚高斯随机投影的图像重建方法[J],计算机研究与发展, 2008,45(8):1402-1407 [7] 傅迎华, 可压缩传感重构算法与 QR 分解[J], 计算机应用, 2008, 28(9): 2300-2302 [8] R DeVore, Deterministic constructions of compressed sensing matrices. Journal of Complexity, 2007,23(4-6): 918-925 [9] J Tropp and A Gilbert, Signal recovery from random measurements via orthogonal matching pursuit. IEEE Trans. Inform. Theory, 2008.12, 53(12): 4655 -4666 [10] D Needell and R Vershynin, signal recovery from incomplete and inaccurate measurements via regularized orthogonal matching pursuit (preprint, 2007) [11] L Rebollo-Neira and D Lowe, Optimized Orthogonal Matching Pursuit Approach, IEEE Signal Processing Letters, 2002.4, 9: 137-140 [12] T Do Thong, Lu Gan, Nam Nguyen and Trac D Tran, Sparsity adaptive matching pursuit algorithm for practical compressed sensing, Asilomar Conference on Signals, Systems, and Computers, Pacific Grove, California, 2008.10 [13] M Duarte, M Davenport, D Takhar, J Laska, T Sun, K Kelly and R Baraniuk, Single -pixel imaging via compressive sampling, IEEE Signal Processing Magazine, 2008.3, 25(2): 83 -91 11 [14] S Kirolos, J Laska, M Wakin, M Duarte, D Baron, T Ragheb, Y Massoud and R Baraniuk, Analog-to-information conversion via random demodulation, Proceedings of the IEEE Dallas Circuits and Systems Workshop, Washington D. C., 2006, 71 -74 [15] J Laska, S Kirolos, Y Massoud, R Baraniuk, A Gilbert, M Iwen and M Strauss, Random sampling for analog-to-information conversion of wideband signals, IEEE Dallas/CAS Workshop on Design,

雷达成像技术研究及其应用

雷达成像技术研究及其应用

雷达成像技术研究及其应用雷达是能够探测、定位、跟踪和识别目标的一种电子设备。

雷达技术在许多领域拥有广泛的应用,如气象、军事、导航、飞行器、地质勘探等等。

其中,雷达成像技术作为雷达技术的重要分支,发挥了极其重要的作用。

本文将重点探讨雷达成像技术的研究及其应用。

一、雷达成像技术的研究雷达成像技术是一种利用雷达探测的电磁波反射信号,获取地面物体的内部结构和边缘轮廓的一种技术。

雷达成像技术最早应用于军事领域,随着科技的不断进步,其应用范围也越来越广泛。

雷达成像技术是以目标反射的电磁波为基础,利用电磁波的波动性质,测量和分析目标的空间分布特征,获得高分辨率的成像信息。

对于雷达成像技术的研究,主要分为两个方面:第一个方面是研究成像算法,第二个方面是研究成像设备。

其中,成像算法通常分为时域算法和频域算法。

时域算法又分为脉冲压缩成像算法和基于傅里叶变换算法的成像算法。

而频域算法则分布为基于波前重建算法和基于合成孔径雷达算法的成像算法。

在成像设备方面,目前主要有卫星雷达、飞机雷达、舰船雷达、探地雷达等。

卫星雷达主要用于遥感和环境监测,可以为地球观测提供重要数据;飞机雷达主要用于飞行器导航和监测;而舰船雷达则用于海上防御和导航;探地雷达则用于地质勘探和探测物源等领域。

不同类型的雷达设备有不同的技术指标要求。

二、雷达成像技术的应用雷达成像技术在许多领域都有广泛的应用,下面主要介绍其在军事、地质勘探和医学领域的应用。

1、军事领域在军事领域,雷达成像技术是一种非常重要的侦察手段。

通过雷达成像技术,可以实现对远距离目标进行探测和定位,进而实现有效的监视和打击目标。

尤其在对隐形战斗机、导弹和舰艇等难以直接侦查的目标进行监视时,雷达成像技术更具有优势。

2、地质勘探地质勘探是雷达成像技术的一个重要应用领域。

利用雷达成像技术可以探测到地下深层信息,有助于研究地质构造和岩石内部结构。

在石油勘探、煤炭勘探和矿产勘探等领域,雷达成像技术都有非常重要的作用。

雷达成像技术研究与应用

雷达成像技术研究与应用

雷达成像技术研究与应用雷达成像技术是一种非常重要的无线电成像技术,它广泛应用于气象、军事、海洋、航空等领域。

雷达成像技术可以实现对地球表面目标的三维成像,从而为环境监测、天气预报、战争情报提供了非常强大的手段。

下面将详细介绍雷达成像技术的原理、发展现状以及未来发展趋势。

一、雷达成像技术的原理雷达成像技术是利用雷达信号与目标之间的相互作用来实现成像的一种技术。

雷达信号在传播过程中,会遇到目标并被反射回来,接收机接收返回的信号,并通过信号处理算法处理成图像。

雷达成像技术需要主动发射微波信号,因此光学遮蔽不会对成像造成影响。

雷达成像的原理类似摄影机拍摄的过程,但是摄影机所用的是红外线、可见光和紫外线进行拍摄,而雷达成像则是通过微波信号来实现成像。

雷达成像通过探测反射回来的微波信号的时间来判断目标的位置,进而实现目标的成像。

二、雷达成像技术的发展现状雷达成像技术的发展历程源远流长,历经数十年的时间,在各个领域都取得了重要的应用。

现代雷达成像技术主要包括合成孔径雷达(SAR)成像、反演散射成像技术和多普勒雷达成像等。

其中,合成孔径雷达(SAR)是最为常用的一种雷达成像技术。

它通过收集合成孔径上不同点的信号后,进行处理,进而得到图像。

SAR具有分辨率高、调制灵敏度好、天气变化影响小等优点,因此被广泛应用于环境监测、资源勘探、军事侦察等领域。

反演散射成像技术通过对目标的材料特性和形状进行反演,可以得到目标的图像。

该技术应用广泛,能够应对不同的监测需求,因此成为环境监测、远程探测和作战情报的重要手段。

多普勒雷达成像利用多普勒效应实现对目标消失或者移动的情况进行探测。

相比于传统的雷达成像技术,在检测移动目标方面,多普勒雷达成像有着更出色的表现。

三、雷达成像技术的未来发展趋势目前,雷达成像技术在各个领域都有非常广泛的应用,但是我们也在探索更加先进的雷达成像技术,以实现更高的性能和更广泛的应用。

未来雷达成像技术的发展趋势主要表现在以下几个方面:1. 高分辨率、高精度成像随着电子技术的不断发展和应用,雷达成像技术的分辨率和精度已经得到了极大的提升。

雷达目标识别与超分辨成像方法研究

雷达目标识别与超分辨成像方法研究

雷达目标识别与超分辨成像方法研究雷达目标识别与超分辨成像方法研究一、引言雷达技术作为一种远距离目标探测和测量手段,在军事、航空、天文等领域具有重要的应用价值。

然而,由于目标与雷达之间的距离较远,目标的尺寸相对较小,因此目标识别和图像分辨率成为雷达技术研究的重点。

目标识别是雷达技术中的一个关键问题,通常需要根据目标特征对雷达回波信号进行处理,以确定目标的类别和属性。

目标类别可以包括战机、舰船、车辆等,属性可以包括目标的大小、速度、方向等。

目标识别的准确性直接影响到雷达系统的性能和应用效果。

超分辨成像是指通过对多次观测的雷达信号进行聚合处理,从而获得高分辨率的图像,以解决目标尺寸较小导致的分辨率问题。

超分辨成像可以提高雷达信号的空间分辨率,进而提高目标识别的精确性和可靠性。

二、雷达目标识别方法研究1. 特征提取方法目标特征提取是目标识别的关键步骤,常用的特征包括雷达回波信号的振幅、频率、相位等。

通过提取目标特征,可以对不同目标进行区分,达到目标识别的目的。

常用的特征提取方法有傅里叶变换、小波变换、瞬时参数估计等。

2. 分类方法分类方法是目标识别的核心技术,通过对目标特征进行分类,可以确定目标的类别和属性。

常用的分类方法包括人工神经网络、支持向量机、最近邻算法等。

这些方法可以通过训练样本对机器进行学习,从而辅助目标识别。

3. 监督学习方法监督学习是目标识别的一种重要方法,通过对大量样本数据的训练,可以建立目标识别的模型。

监督学习方法可以使雷达系统具备复杂目标的自适应辨识能力,提高目标识别的准确性和可靠性。

三、雷达超分辨成像方法研究1. 多普勒雷达成像多普勒雷达成像是一种通过对多个时刻的雷达回波信号进行频谱分析,以获得目标速度信息的方法。

通过对多普勒频谱的分析,可以辨别出目标的速度和方向,从而提高目标识别的准确性。

2. 压缩感知超分辨成像压缩感知是一种通过对少量观测数据进行压缩,从而实现图像重建的方法。

雷达成像算法的研究与应用

雷达成像算法的研究与应用

雷达成像算法的研究与应用雷达成像是一种基于雷达反射信号进行成像的技术,可以用于目标检测、目标识别、目标跟踪等领域。

雷达成像算法是指对雷达反射信号进行处理、分析和综合,从而得到图像信息的方法和技术。

近年来,随着雷达技术的不断发展和应用领域的不断扩大,雷达成像算法的研究和应用也越来越重要。

一、雷达成像算法概述雷达成像算法可以分为两类:合成孔径雷达(SAR)成像和相控阵雷达(Phased Array Radar,PAR)成像。

其中,SAR成像是指利用合成孔径技术对距离向分辨率进行综合,并通过合成调制方法提高成像的虚拟光圈长度,从而实现高分辨率成像的技术。

而PAR成像则是通过相控阵指向并综合多个天线的输出信号,实现对目标的高速成像和跟踪的技术。

在SAR成像中,最常用的成像算法是基于飞行器或卫星运动的正向逆向重建算法,该算法可以实现高分辨率并且具有良好的抗噪性能。

而在PAR成像中,则常采用逆合成波束算法,该算法不仅能够实现目标成像,还可以提供目标跟踪的性能。

二、雷达成像应用领域雷达成像技术的应用领域非常广泛,主要包括军事、民用、海洋、科研等领域。

1. 军事领域在军事应用中,雷达成像技术常用于舰船、飞机、导弹等目标的探测、跟踪和定位。

此外,雷达成像技术还可以用于抗干扰和隐身性能的提高,保证军队对目标进行有效侦察和打击。

2. 民用领域在民用领域中,雷达成像技术可用于气象预报、地质勘探、城市规划、交通安全等领域。

例如,在气象预报中可以使用雷达成像技术进行降雨量预测和天气风险评估;在地质勘探中可以使用雷达成像技术进行地质储层的勘探和资源开发。

3. 海洋领域在海洋领域中,雷达成像技术可用于海洋水流、潮汐、浪高、风速等海洋环境监测和海上船只的智能导航与安全管理。

同时,雷达成像技术也可以为海洋研究提供重要的数据来源,例如海上物理实验、海上生物学研究等领域。

4. 科研领域在科研领域中,雷达成像技术可以用于遥感、地形信息获取、智能交通等领域。

探地雷达成像算法研究

探地雷达成像算法研究

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性能优良的探地雷达成像方法有助于精确定位地下目标,同时提高对目标的检测和识别能力,从而推动探地雷达在城市质量监控、地质灾害、考古挖掘、高速公路无损检测、地雷探测等各个方面得到更广泛的应用。

本文以中国电波传播研究所的探地雷达LD-2000为实验设备,从中读取探测数据。

以MATLAB为软件平台,实现了探地雷达数据的显示、处理、成像几个部分。

其中数据显示方式包括数据的波形堆积图,剖面面色阶图以及带数据波形图;数据处理部分包括直达波的去除、背景噪声的去除、振幅增益等;雷达成像算法部分主要采用波前成像算法和投影层析成像算法。

Imaging Algorithm of Ground Penetrating RadarABSTRACTGPR (Ground Penetrating Radar, referred GPR) set of non-destructive testing, penetration ability, many advantages of high resolution detection and identification of underground and become the target of an effective technical means. Excellent performance GPR imaging approach helps pinpoint underground targets, while increasing the target detection and identification capabilities, thereby promoting the quality of ground penetrating radar surveillance in the city, geological disasters, archaeological excavation, highway nondestructive testing, mine detection, etc. aspects to be more widely used.In this paper, China Institute of Radiowave Propagation GPR LD-2000 for the experimental apparatus, reads probe data. MATLAB as the software platform to achieve a ground-penetrating radar data display, processing, imaging several parts. Wherein the data includes a datawaveform display stacked, with a cross-sectional side view and a gradation data waveform; data processing section includes the removal of the direct wave, the background noise removal, the amplitude gain, etc.; radar imaging algorithm some of the major imaging algorithm and the wavefront projection tomography algorithms.1 绪论1.1 选题的背景及意义雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。

探地雷达阵列成像

探地雷达阵列成像

摘要有大量的记载探地雷达的相关书籍和论文,我们可以对探地雷达的发展概况有一个大致的了解,不难看出探地雷达未来的发展方向。

多输入多输出(Multiple-Input and Multiple-Output,MIMO)雷达是在数字阵列雷达、多基雷达以及现代通信技术基础上发展起来的一种新体制雷达,具有显著的技术优势和巨大的发展潜力,逐渐成为下一代雷达的主要发展方向之一。

由于采用了波形分集技术,与传统相控阵雷达相比,MIMO雷达具备多项优点,如突破阵元间距半波长限制、提高角度分辨率、提高系统自由度等。

MIMO雷达在提高信号处理灵活性的同时,也由于其新体制特征及结构特点,带来了新的问题,如多通道积累检测问题,波形设计和阵列结构优化问题以及系统自由度过高导致的自适应算法性能下降等问题。

雷达成像方面有很多相关的软件,比如GprMax,一款基于FDTD(时域有限差分)的探地雷达仿真软件,其生成文件包括几何图和数据剖面图,这些生成文件是由MATLAB 读取的。

雷达成像最关键的部分就是成像的算法,通过对算法的不断研究和改进,提出了很多算法,有些算法可以相互结合,从而改善成像效果,基于不同的理论基础,这些算法又衍生出很多不同的算法,诸如RD-BP算法、TCC-BP算法等,针对不同的算法,借助MATLAB 对算法进行仿真,并得到仿真图像。

关键词:多输入多输出雷达;数字波束形成;反向投影算法;MATLABAbstractThere are a large number of records of books and papers related Ground Penetrating Radar (GPR).W e can have a general understanding of the development of GPR, it is not difficult to see the development direction of the GPR in the future.Multiple-input and multiple-output (MIMO) radar is a new mode of radar system developed on the basis of digital array radar, multistatic radar and modern communication techniques. Since its obvious technical advantages and huge development potential, MIMO radar will become one of the major directions of the radar system development in future.By using waveform diversity technique, Through proper improvements traditional array signal processing techniques can be applied to MIMO radar. Moreover, this new type of radar system offers a new paradigm for radar signal processing. the strong demands for waveform and array structure optimization, and a noticeable performance decline of adaptive algorithms for the excessive degree of freedom, etc.There are a lot of software related to radar imaging, such as GprMax, a Ground Penetrating Radar (GPR) simulation software based on FDTD (finite difference time domain). The generated files including geometric figure and data section are read by the MA TLAB..The most critical part of radar imaging is the imaging algorithm. Based on different theoretical basis, the algorithm derives a lot of different algorithms, such as RD-BP algorithm, the TCC-BP algorithm, etc. For different algorithms ,we can get the simulation images with the help of MA TLAB.Key words: MIMO radar, digital beamforming, back projection,MATLAB目录§1 绪论 (1)§1.1 探地雷达 (1)§1.1.1 基本原理 (1)§2 阵列成像算法概述 (2)§2.1 MIMO雷达基本原理 (2)§2.2 MIMO雷达基本模型 (3)§2.2.1 虚拟阵列 (3)§2.2.2 信号模型 (5)§3 探地雷达的正演 (6)§3.1 GPRMAX模拟探地雷达二维模型 (6)§4 数据处理 (7)§4.2 MIMO雷达波束形成技术 (7)§4.2.1 数字波束形成的原理 (7)§4.2.2 数字波束形成MATLAB仿真 (8)参考文献 (10)§1 绪论§1.1 探地雷达§1.1.1 基本原理探地雷达利用高频电磁波(1MHz~1GHz)以宽频带短脉冲的形式通过地面发射天线(T)将信号送入到地下,经地层界面或者目的体反射后再返回地面由接收天线(R)接受电磁波的反射信号,通过分析电磁波反射信号的振幅特征和时频特征来了解地层或者目的体的特征信息。

分层均衡器在探地雷达成像中的设计研究

分层均衡器在探地雷达成像中的设计研究
Ab ta t h c o s o R ( ru d P n taig R d r r r n r i iaie atn ain w t h n rae sr c :T e e h e fGP G o n e ert a a )ae moe a d moe ds p t t u t i te ice s n s v e o h
Th t d f De i n o h y r Eq a ie n GPR ma i g e S u y o sg n t e La e u lz r i I gn
S i Lig e g Gu oo g h n f n o Ba l n
( e at n fAu o t n, da ies y Xi 0 ) D pr me t o tmai Xiin Unv ri , n 7 0 71 o t 1
因此 而降 低 。文章 针 对该 问题 提 出 了_种 分 层 均 衡 器 设计 的 方 法 。 方 法 采 用 多测 线平 均 得 到 回 波的 平 均 值 , 该 并根 据 回
波 次数 进 行 分段 , 算 各段 的极 大值 与 极 小值 的差 值 。 其 中一 次 回 波的 最 大差 值 与 其 它 回 波 差 值 的 比值 作 为各 段 的均 计 将 衡 放 大 因子 矢量 , 再将 刹 线组 的 各段 与 对 应放 大 因子 相 乘 , 而得 到 回 波 分层 均 衡 放 大 后 的 鲒 果 。 通 过 实测 数 据 对 该 方 从
a e a e a d e me t f e h e n t e t . e h a c l t n s d n o f d t e i ee c e w e t e v rg n s g n s o c o s o h i T n t e c l u ai i o e t n h df r n e b t e n h ma i m meh o i xmu

《探地雷达后向投影成像改进方法研究》范文

《探地雷达后向投影成像改进方法研究》范文

《探地雷达后向投影成像改进方法研究》篇一一、引言探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)作为一种非破坏性地球物理探测手段,在地质勘探、考古学、建筑工程等多个领域得到了广泛应用。

后向投影(Back Projection,简称BP)是GPR数据处理中重要的成像技术之一。

然而,传统的后向投影成像方法在处理复杂地质结构时存在分辨率低、噪声干扰等问题。

因此,对探地雷达后向投影成像的改进方法进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、传统后向投影成像方法及其问题传统后向投影成像方法主要基于雷达回波信号的时间和空间信息进行数据处理和图像重建。

然而,在实际应用中,该方法存在以下问题:1. 分辨率低:传统后向投影成像方法在处理复杂地质结构时,由于信号的叠加和干扰,导致成像分辨率较低。

2. 噪声干扰:地质环境中存在的各种噪声对成像质量产生严重影响,导致图像模糊、失真。

3. 处理效率低:传统方法在处理大量数据时,计算量大、耗时长,难以满足实时成像的需求。

三、探地雷达后向投影成像改进方法针对上述问题,本文提出一种改进的探地雷达后向投影成像方法。

该方法主要包括以下步骤:1. 数据预处理:在数据处理之前,首先对原始雷达数据进行预处理,包括去除噪声、滤波等操作,以提高数据质量。

2. 优化算法:采用优化算法对后向投影过程进行改进,通过引入权重因子、优化迭代策略等方式,提高成像分辨率和信噪比。

3. 图像增强:利用图像增强技术对成像结果进行优化,包括对比度增强、去噪等操作,以进一步提高图像质量。

4. 多尺度分析:结合多尺度分析方法,对不同尺度的地质结构进行成像分析,以提高对复杂地质结构的识别能力。

四、实验与分析为了验证改进方法的有效性,本文进行了实验分析。

实验采用实际探地雷达数据,分别使用传统后向投影成像方法和改进方法进行成像处理。

通过对比两种方法的成像结果,可以得出以下结论:1. 分辨率提高:改进后的后向投影成像方法在处理复杂地质结构时,成像分辨率得到显著提高,能够更清晰地反映地质结构特征。

《探地雷达后向投影成像改进方法研究》

《探地雷达后向投影成像改进方法研究》

《探地雷达后向投影成像改进方法研究》篇一一、引言探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)是一种广泛应用于地质勘探、考古发掘、环境监测等领域的无损探测技术。

后向投影(Back Projection,简称BP)是探地雷达数据处理中的关键步骤,其成像质量直接影响到探测结果的准确性和可靠性。

因此,对探地雷达后向投影成像改进方法的研究具有重要的理论价值和实际应用意义。

二、探地雷达后向投影成像原理及现状探地雷达后向投影成像原理是通过接收地面反射的雷达信号,将回波数据在空间中进行后向投影,以获取地下目标的图像。

目前,后向投影成像方法已经取得了很大的进展,但仍然存在一些问题,如图像分辨率低、噪声干扰严重、成像速度慢等。

这些问题限制了探地雷达在实际应用中的效果和效率。

三、后向投影成像改进方法针对上述问题,本文提出了一种基于优化算法和改进成像模型的探地雷达后向投影成像改进方法。

具体包括以下几个方面:1. 优化算法针对图像分辨率低的问题,我们采用了一种基于自适应阈值的优化算法。

该算法能够根据回波数据的特性,自动调整阈值,从而更好地突出地下目标的信息。

此外,我们还引入了去噪算法,通过滤波处理减少噪声对成像质量的影响。

2. 改进成像模型针对传统后向投影成像模型中存在的问题,我们提出了一种新的成像模型。

该模型考虑了地下目标的形状、大小、位置等特征,以及雷达信号的传播特性,能够更准确地反映地下目标的实际情君。

同时,我们还引入了多尺度分析的方法,通过在不同尺度上对回波数据进行处理,提高了成像的分辨率和清晰度。

四、实验与分析为了验证改进方法的有效性,我们进行了实验分析。

首先,我们采用模拟数据和实际探测数据进行了对比实验。

实验结果表明,改进后的后向投影成像方法在提高图像分辨率、降低噪声干扰、加快成像速度等方面均取得了显著的效果。

其次,我们还对改进方法的时间复杂度和空间复杂度进行了分析,证明了其具有良好的实用性和可靠性。

《探地雷达后向投影成像改进方法研究》

《探地雷达后向投影成像改进方法研究》

《探地雷达后向投影成像改进方法研究》篇一一、引言探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)是一种重要的地球物理探测技术,广泛应用于地质勘查、考古、环境监测等领域。

后向投影算法(Back Projection Algorithm)是探地雷达数据处理的重要方法之一,用于生成雷达图像。

然而,传统的后向投影成像方法在处理复杂地质结构时,往往存在分辨率低、噪声干扰严重等问题。

因此,研究改进探地雷达后向投影成像方法具有重要意义。

二、传统后向投影成像方法及问题分析传统后向投影成像方法主要是将雷达回波信号根据传播时间和路径进行反向投影,生成地下结构的图像。

然而,在实际应用中,传统方法存在以下问题:1. 分辨率低:由于地下介质的不均匀性和多路径反射的影响,传统后向投影成像方法往往难以获得高分辨率的图像。

2. 噪声干扰:雷达回波信号中往往包含大量的噪声干扰,这些噪声会严重影响成像质量。

3. 处理速度慢:传统后向投影算法在处理大量数据时,计算量大,处理速度慢,难以满足实时成像的需求。

三、改进的后向投影成像方法研究针对上述问题,本文提出一种改进的探地雷达后向投影成像方法。

该方法主要包括以下几个方面:1. 优化算法:通过对传统后向投影算法进行优化,降低计算量,提高处理速度。

具体而言,采用迭代优化策略,对回波信号进行逐点优化处理,以提高成像分辨率。

2. 噪声抑制:采用滤波技术对雷达回波信号进行预处理,以抑制噪声干扰。

例如,可以采用小波变换、中值滤波等方法对信号进行去噪处理。

3. 多尺度分析:引入多尺度分析技术,对地下结构进行多尺度表达。

通过在不同尺度上分析回波信号,提取出更多的地下结构信息,进一步提高成像质量。

4. 融合其他信息:将其他地球物理探测方法获得的信息与探地雷达数据进行融合,以提高成像精度。

例如,可以与地质勘探资料、地形数据等进行融合,形成更完整的地下结构模型。

四、实验与分析为了验证改进的后向投影成像方法的有效性,我们进行了实验分析。

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探地雷达成像算法研究摘要探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)集无损检测、穿透能力强、分辨率高等众多优点而成为检测和识别地下目标的一种有效技术手段。

性能优良的探地雷达成像方法有助于精确定位地下目标,同时提高对目标的检测和识别能力,从而推动探地雷达在城市质量监控、地质灾害、考古挖掘、高速公路无损检测、地雷探测等各个方面得到更广泛的应用。

本文以中国电波传播研究所的探地雷达LD-2000为实验设备,从中读取探测数据。

以MATLAB为软件平台,实现了探地雷达数据的显示、处理、成像几个部分。

其中数据显示方式包括数据的波形堆积图,剖面面色阶图以及带数据波形图;数据处理部分包括直达波的去除、背景噪声的去除、振幅增益等;雷达成像算法部分主要采用波前成像算法和投影层析成像算法。

Imaging Algorithm of Ground Penetrating RadarABSTRACTGPR (Ground Penetrating Radar, referred GPR) set of non-destructive testing, penetration ability, many advantages of high resolution detection and identification of underground and become the target of an effective technical means. Excellent performance GPR imaging approach helps pinpoint underground targets, while increasing the target detection and identification capabilities, thereby promoting the quality of ground penetrating radar surveillance in the city, geological disasters, archaeological excavation, highway nondestructive testing, mine detection, etc. aspects to be more widely used.In this paper, China Institute of Radiowave Propagation GPR LD-2000 for the experimental apparatus, reads probe data. MATLAB as the software platform to achieve a ground-penetrating radar data display, processing, imaging several parts. Wherein the data includes a data waveform display stacked, with a cross-sectional side view and a gradation data waveform; data processing section includes the removal of the direct wave, the background noise removal, the amplitude gain, etc.; radar imaging algorithm some of the major imaging algorithm and the wavefront projection tomography algorithms.1 绪论1.1 选题的背景及意义雷达是利用电磁波探测目标的电子设备。

发射电磁波对目标进行照射并接收其回波,由此获得目标至电磁波发射点的距离、距离变化率(径向速度)、方位、高度等信息。

而探地雷达则是利用电磁波在地下媒质中的传播与反射特性进行地下不可见目标体或界面的探查与定位分辨。

探地雷达实质是向地下发射电磁波,通过电磁波的回波来分析地下的情况[2]。

由于地下的物质与空气相比反射情况会复杂的多,因此,与雷达相比,探地雷达的回波很大程度上会受到各种噪声的干扰。

探地雷达在工作的过程中不断的接收回波的数据信息,数据量十分庞大,同时,接收的回波信息中,不可避免的会收到外界或者仪器本身产生的干扰[2]。

所以在一般情况下,未经过处理的信号几乎无法判别,因此探地雷达处理准确的可视化成像图形分析越来越受到使用者的重视。

再者,由于探地雷达现在的应用已经开拓了很大的应用领域,尤其是在工程地质领域的应用。

探地雷达开拓应用领域的优点在于:(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);(2)抗电磁干扰能力强,可在城市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人或更少人员工作,工作效率高。

本文通过系统研究和阅读大量文献资料,着重的研究了从数据的提取到,到探地雷达回波信号的预处理,再到探地雷达成像算法的研究。

1.2 探地雷达成像算法的发展探地雷达(Ground Penetrating Radar)是利用电磁波探测地下目标,通过分析电磁信号与地下目标的相互作用,提取目标的性质、形状等信息[1]。

由于地球表层和人们生产生活的密切关系,电磁波在地下媒质中的传播与反射比空间更为复杂,有许多新的课题需要研究解决,所以探地雷达技术愈来愈受到人们的重视,得到了迅速的发展与提高,电磁波探测地下目标成为电磁波应用的一个重要领域。

国外发达国家自20世纪60年代以后,探地雷达技术得到迅速发展,国自20世纪90年代以来也开始重视和发展探地雷达技术的研究和应用,并开发出了实用的产品。

但是国产品在分辨率、使用方便性、对雷达信号成像和图像解译技术等方面与国外产品存在差距,因此,国探地雷达的应用中绝大多数采用国外的产品。

当前随着探地雷达技术的飞速发展,先进的高分辨数据处理和成像技术成为探地雷达技术发展的关键,成像方法也趋于多样化。

探地雷达合成孔径聚焦成像技术自上个世纪90年代初以来已得到逐步应用,同时基于雷达波和地震波在运动学上的相似性,反射地震学上的波动偏移成像技术也逐步应用于探地雷达数据处理和成像[1]。

上个世纪70年代初Standford大学的J.Claerbout教授首先提出了用有限差分法解单程波动方程的近似式,用地面观测的地震数据重建地震波在地下传播过程中的波场,从这些传播过程的波场中提取地震界面剖面像的数据,组成地震偏移剖面,这种成像方法即为有限差分偏移成像。

在上个世纪70年代后期,R.Stolt和J.Gazdag等人又先后提出了基于波动方程偏移的Stolt偏移成像方法和Phase—Shift偏移成像方法,由于此两种方法在计算中可以充分利用快速傅立叶交换,因此计算简单,效率高,很快得到推广。

波动方程偏移成像在最近十年间迅速发展并不断完善,许多人对此做出了有益的贡献。

其中,Loewenthal等人的爆炸反射面的概念,Hubral和Lamer等人的深度偏移的概念,A.J.Berkhout提出的偏移过程是一个空间卷积的概念,我国的马在田院士的高阶方程的分裂算法等都为波动方程偏移成像技术的发展作出了贡献,同时促进了探地雷达成像技术的进一步发展。

当前仍有许多学者还在探索波动方程偏移成像,以期更加完善该方法,这也必将为探地雷达成像技术的发展注入新的活力。

最近几年,应用于随机不均匀介质中的时逆(Time Reverse)方法成为国际上研究的热点。

时逆方法最早是由法国巴黎大学的Mathias Fink教授提出,并在超声医学中进行研究,其可以分为物理时逆和虚拟或计算时逆[3]。

在物理时逆中,逆传播场是由发射天线向未知的真实介质辐射的;而在虚拟或计算时逆中,逆传播是在一个虚拟的参考介质中进行数值仿真。

物理时逆在医学上已有许多应用,如肾结石的粉碎等,最近也出现了把物理时逆应用到如地雷引爆、通信等方面的探讨。

而虚拟时逆主要应用于成像,最近两年,由Rice大学的Liliana Borcea教授、Standford 大学G.Papanicolaou教授、美国Lawrence Livermore国家实验室的J.Berryman等学者组成的研究小组对随机介质中时逆成像方法的理论进行了大量深入的研究,并基于超声对此理论进行了大量的数值仿真,为时逆成像方法在各个领域的应用提供了坚实的基础。

最近,Northeastern大学的Anthony J.Devaney教授在Standford 大学作报告时首先开始了时逆成像方法在探地雷达对地下目标成像中的探讨,为探地雷达成像技术开辟了新的方向[4]。

当前,探地雷达成像技术由于受到各自数学模型的影响,都有自己的不足和优点。

成孔径聚焦成像方法适用条件广,但计算复杂;Stolt偏移成像方法和Phase.Shift偏移成像方法计算简单,但无法适用于复杂的地下结构,复杂的速度模型;时逆成像方法要求地下介质有随机变化,但变化幅度必须限制在一个很小的围[5]。

另外,探地雷达像基本上是一个二维截面图,探地雷达三维成像技术还处于研究之中。

探地雷达成像方法作为探地雷达的关键技术之一,其发展方向是高分辨力、高效率、高精度成像。

在此要求之下,在国外大量科研人员的不懈努力下,探地雷达技术将不断提高,其应用围也将逐步拓展。

在我国,探地雷达除了用于各种建筑和公路质量监控外,还将在国防和国家安全部门有很大的应用前景,现实的或潜在的应用还包括:地雷探测、地下掩体的探测、货物安全检查、打击毒品走私等方面[7]。

1.3 本文的研究容本文的主要研究容如下:第一章绪论本章介绍了课题的选题背景和原因。

介绍了探地雷达发展过程,探地雷达成像算法的国外发展状况以及今后的发展趋势。

第二章探地雷达基础本章是从电磁波的基础理论出发,讲述了电磁波在岩石介质中的传播特性。

同时分析了探地雷达的工作原理和探地雷达回波模型,研究了探地雷达的三种数据显示方式(A-scan,B-scan,C-scan),三种显示方式(Wiggle曲线,灰度图,彩色图)。

第三章探地雷达数据预处理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。

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