地质雷达频率补偿与校正技术
地质雷达检测原理及应用
1.5 地质雷达探测系统的组成
从左到右从上到下依次为： SIR-20主机、电缆、400M 天线、电池和充电器、打标 器、测距轮
1.6 地质雷达天线分类
空气耦合天线：主要用于道 路路面检测（具有快速便捷 的特点，但受到的干扰较 大）；
地面耦合天线：主要用于地 质构造检测，检测深度较深 （地面耦合天线能够减少天 线与地面间其他因素的干扰， 检测效果较为准确）
2.2 现场检测工作 2.2.1 仪器设备启动与参数设置 ① 连接主机与电源和天线 ② 打开主机电脑，进入采集软件 ③ 采集方式：时间模式time（也称为连续测量、自由测量）、距离模式
distance（也称为测距轮控制测量、距离测量）、点测模式point ④ 采集关键参数 （1）频率：发射天线的中心频率越高，则分辨率越高，
与探空雷达一样，探地雷达利用超高频电磁波的反射来探测目标体，根 据接收到的反射波的旅行时间、幅度与波形资料，推断地下介质的结构与分 布。
1.2 地质雷达的工作频段
1~100MHz, 低频，地质探测1-30米 100~1000MHz，中频，构造结构探测，2米 1000~5000MHz，高频, 浅表结构体探测， 50厘米
反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差越大，反射 信号越强
（7世界中粒子呈无序排列的 状态，当外界电磁波穿透该 物质时，微观世界中的粒子 就会成定向排列状态，此时 会形成一个电容板，对外界 穿过的电磁波形成一定的阻 碍作用，而每种物质粒子的 排列规律不同，形成电容板 时阻碍外界电磁波穿过的能 力不同，因此各种物质的介 电常数也不同
（9）在“表格”窗口中点“剖面”选项，设置起始里程，如果里程向右减小，选中 “区域减量”。
三、地质雷达典型缺陷图形判定
211133097_一种星载降水测量雷达和地基天气雷达的频率修正方法
一种星载降水测量雷达和地基天气雷达的频率修正方法*吴 琼1 仰美霖2 陈 林1 尹红刚1 商 建1 谷松岩1WU Qiong 1 YANG Meilin 2 CHEN Lin 1 YIN Honggang 1 SHANG Jian 1 GU Songyan 11. 许健民气象卫星创新中心，中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室/国家卫星气象中心（国家空间天气监测预警中心），北京，1000812. 北京城市气象研究院，北京，1000891. Innovation Center for FengYun Meteorological Satellite （FYSIC ），Key Laboratory of Radiometric Calibration and Validation for Environmental Satellites ，National Satellite Meteorological Centre （National Centre for Space Weather ），China Meteorological Administration ，Beijing 100081，China2. Institute of Urban Meteorology ，China Meteorological Administration ，Beijing 100089，China 2022-05-18收稿，2022-09-19改回.吴琼，仰美霖，陈林，尹红刚，商建，谷松岩. 2023. 一种星载降水测量雷达和地基天气雷达的频率修正方法. 气象学报，81（2）：353-360Wu Qiong ， Yang Meilin ， Chen Lin ， Yin Honggang ， Shang Jian ， Gu Songyan. 2023. A frequency correction algorithm for spaceborne precipitation measurement radar and ground-based weather radar. Acta Meteorologica Sinica ， 81（2）:353-360D m Abstract By combining the bright band model used in the GPM retrieval algorithm and Mie scattering calculation, the lookup table of scattering functions is generated for three types of precipitation, i .e ., solid precipitation, liquid precipitation and mixed phase precipitation . The accuracy of the lookup table is verified by comparing with the measured data of GPM . The result shows that the maximum deviation of scattering calculation is less than 0.5 dB . Based on the lookup table, the frequency correction from spaceborne Ku band radar to S-band radar is completed . The analysis of the scattering function shows that the frequency correction from Ku band to S band depends on the phase and spectral parameter . Among them, the frequency correction of liquid precipitation is mainly negative, and the maximum is not more than −3 dB . The frequency correction of mixed phase precipitation varies significantly with the height of the 0℃ bright band . The frequency correction of solid precipitation is positive without a 0℃ bright band . When there is a 0℃ bright band, it changes significantly with temperature . The method proposed in this paper can be used to realize the frequency correction between satellite and ground radars in different bands, and provide effective support for consistency inspection of detection accuracy of spaceborne radar .Key words GPM ，Bright band ，Mie scattering ，Lookup table ，Frequency correctionD m 摘 要 通过结合全球降水测量卫星（GPM ）反演算法中用到的0℃层亮带模型以及米散射计算，生成了固态、液态以及混合相态3种降水情况下的散射函数查算表；通过与GPM 实测数据的对比，验证了查算表的精度，表明散射计算的最大偏差小于0.5 dB 。
地质雷达频率补偿与校正技术
ｃ ｒｅ ｔｄ， ｉ ｈ ｗｉｌ ｍｐ ｏ ｅ ｔ ｅ ｇ ｏ ｎ ｅ ｅ ｒ ｔｎ ａ ａ ｒ ｆｌ ｅ ｏ ｄ ａ ｄ ｅ ｈ ｎ ｅ ｔ ｅ ｖ ｒｉ ａ ｅ ｅ ｔ ｎ ｒ ｓ — ｏ ｃｅ ｗｈ ｃ ｌ ｉ ｒ ｖ ｈ ｒ ｕ ｄ ｐ ｎ ｔａ ｉ ｇ ｒ ｄ ｒｐ ｏ ｉ ｒ ｃ ｒ ｅ ｎ ｎ ａ ｃ ｈ ｅ ｃ ｌｄ ｔ ｃ ｉ ｅ ｏ ｔ ｏ ｌ ｔ ｎ Ｆ ｒｂ ｔ ｒｕ ｄ ｒｔ ｎ ｉ ｇ ｏ ｅ ｅ ｆ ｃ ｆｔ ｅ ｓ ｒ ｔ ｍ ｐ ｃ ｒ ｍ ｏ ｅ ｔ ｎ ｍｅｈ ｄ ｔ ｉ ｒｉ ｌ ａ ｅ ｄ ｔ ｉ ｄ ｕ ｉ ． ｏ ｅ ｔ ｎ ｅ ｓａ ｄ ｎ ｆｔ ｆｅ ｔｏ ｔａｕ ｓ ｅ ｔｕ ｃ ｒ ｃ ｉ ｔ ｏ ， ｓ ａ ｔ ｅ ｇ ｖ ｅ ａ ｌ ｏ ｅ ｈ ｈ ｏ ｈ ｃ ｅ
第 ３ ８卷 第 １ 期 ２ １ 年 ２月 ００
煤 田地 质 与 勘 探
ｏ０Ａ ＬＧＥ Ｉ ＧＹＯ
ＶＯ ． １ ３８Ｎ Ｏ １ ． Ｆｅ ２０１ ｂ． ０
文 章编号 ： ０ １１ ８ （０ ００ —０ １０ １ ０ —９ ６２ １） １０ ７ —５
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓ ｒ ｃ ：Ｇｒ ｕ ｄ ｒ ｄ ｒｗａ ｅ ｐ ｏ ａ ａｉ ｎ ｉ ｒ ｕ ｄ ｉ ｎ ｕ ｎ ｅ ｙ ｔ ｅ ａ ｔ ｎ ａ ｉ ｎ ｄ ｓ ｅ ｓｏ ｎ ｔ ｅ ｎ ｅ — ｏ ｎ ａ ａ ｖ ｒ ｐ ｇ ｔ ｎ ｇ ｏ ｎ ｓ ｉ ｆ ｅ ｃ ｄ ｂ ｈ ｔ ｕ ｔ ， ｉｐ ｒ ｉ ｎ ａ ｄ ｏ ｈ ｒ ｉ ｔ ｒ ｏ ｌ ｅ ｏ ｆ ｒ ｎ ｅ ｔ ｅ ｔ ｉ ｘ ｅ ｔ ｗｈ ｃ ｌ ｌ ｔ ｒ ｕ ｄ ｒ ｄ ｒｄ ｔ ｃ ｉ ｎ ｒ ｓ ｌ ｔ ｎ ａ ｄ ｆｎ ｌ ｎ ｅ ｐ ｅ ａ ｉ ｎ ｅ ｆ ｃ ． ｎ ｏ ｄ ｒ ｅ ｅ ｃ ， ｏ ｃ ｒａｎ ｅ ｔ ｎ ， ｉ ｈ ｗｉ ｉ ｏ ｎ ａ ａ ｅ ｅ ｔｏ ｅ ｏ ｕ ｉ ｎ ａ ｔｒ ｒ ｔｔｏ ｆｅ ｔ Ｉ ｒ ｅ ｌ ｍｉ ｇ ｏ ｉ ｉ ｔ ｅ ｕ ｅ ｔ ｅａ ｔ ｎ ａｉ ｎ ｄ ｓ ｅ ｓｏ ｎ ｈ ｍｐ ｃ ｆｉ ｔ ｒ ｅ ｅ ｃ ， ｈ ｓｐ ｐ ｒｐ ｅ ｅ ｔ ｄ ａ ｆｅ ｕ ｎ ｙ ｃ ｍｐ ｎ ａｉ ｎ ｏ ｒ ｄ ｃ ｈ ｔｅ ｕ ｔｏ ， ｉｐ ｒ ｉ ｎ ａ ｄ ｔ ｅ ｉ ａ ｔｏ ｅ ｆｒ ｎ ｅ ｔ ｉ ａ ｅ ｒ ｓ ｎ ｅ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏ ｎ ｅ ｓｔ ｏ
天地波高频超视距雷达阵列校准方法
第1期年 2 jf雷达科学与技术R a d a r S cience and TechnologyVol. 16 No. 1February 2018DOI：10. 3969/j. issn. 1672-2337. 2018. 01. 001天地波高频超视距雷达阵列校准方法钟文正，吴雄斌，张兰4武汉大学电子蓿息学院.，湖北武痕摘要：针对天地波高频超视庇雷达系统，研究了阵列幅相族差的较准方法.■>利用方位已知的直达波 信号得到的福相误差值，可以用来对天线阵列进行校准。
：而在实际雷达工作中，信号会受到杂波和坏境影 响从而等致校准值的穩.定性变差因此，采用对应时到的枝准值直接补.鲁会带_来较大的误差•针对传统直 接补偿存在的缺緣,提出了 一种改进方法。
该方法采用高斯函'敷累加模漤对每个时刻校准值进行优选.从 而达到校准值优化的目的_。
试验结果•^明c.该方法能够提高海流.结果的准确性…关键词：天地波高叛超视距雷达，•直达波校_准；高斯函數累加模型；校准值优化中图分类号:TN3_.§:&93 文献标志码:A文章编号：1S_72-23.37(201__8__)«>0001-_:A Calibration Method of Amplitude and Phase Errors for HF-OTHR ArrayZHOHG Wenzhmg,WUXion^bin,ZHJtNS Lan{School o f Electronic Information, Wuhan University, Wuhan 430072, China)Abstract：In this paper, the calibration method of amplitude and phase errors for HF-OTHR is studied.The amplitude and phase error values obtaind by use of direct wave signal of known azimuth can be used to calibrate the antenna array. While in the actual radar working environment, the stability of calibration is worse because the signal is affected by clutter and noise. Therefore, the direct compensation using the calibration values at the corresponding time will lead to greater errors. In view of the drawback of traditional direct compensation, an improved method is proposed. The method uses GFAM (Gauss Function Accumulation Model) to optimize the calibration values at each time, so as to achieve the optimization of calibration values. The experimental results show that this method can improve the accuracy of ocean current results.Key words ：high-frequency over-the-horizon radar (HF-OTHR) j direct wave calibration? Gauss function accumulation model (GFAM) ；calibration value optimization〇引言随着:天波、±也波雷达技术发展日益成熟，基;f天波反射/地波绕射传播模式的天地滹高频雷达 系统以其独特的优点受到人们的重视。
地质雷达操作规程
地质雷达操作规程地质雷达法检测操作规程1、地质雷达法适用范围地质雷达法可用于地层划分、岩溶和不均匀体的探测、工程质量的检测，如检测衬砌厚度、衬砌背后的回填密实度和衬砌内部钢架、钢筋等分布，地下管线探查及隧道超前地质预报等。
2、地质雷达主机技术指标：（1）系统增益不低于150dB；（2）信噪比不低于60dB；（3）采样间隔一般不大于0.5ns、A/D模数转换不低于16位；（4）计时误差小于1ns；（5）具有点测与连续测量功能，连续测量时，扫描速率大于64次/秒；（6）具有可选的信号叠加、实时滤波、时窗、增益、点测与连续测量、手动与自动位置标记功能；（7）具有现场数据处理功能，实时检测与显示功能，具有多种可选方式和现场数据处理能力。
3、地质雷达应符合下列要求：（1）探测体的厚度大于天线有效波长的1/4，探测体的宽度或相邻被探测体可以分辨的最小间距大于探测天线有效波第一聂菲儿带半径。
（2）测线经过的表面相对平缓、无障碍、易于天线移动。
（3）避开高电导屏蔽层或大范围的金属构件。
4、地质雷达天线可采用不同频率的天线组合，技术指标为：（1）具有屏蔽功能；（2）最大探测深度应大于2m；（3）垂直分辨率应高于2cm。
5、现场检测（1）测线布置1、隧道施工过程中质量检测应以纵向布线为主，横向布线为辅。
纵向布线的位置应在隧道的拱顶、左右拱腰、左右边墙和隧道底部各布置一条；横向布线可按检测内容和要求布设线距。
一般情况线距8～12m；采用点测时每断面不少于6点。
检测中发现不合格地段应加密测线或测点。
2、隧道竣工验收时质量检测应纵向布线，必要时可横向布线。
纵向布线的位置应在隧道拱顶、左右拱腰和左右边墙各布一条；横向布线线距8～12m；采用点测时每断面不少于5个点。
需确定回填空洞规模和范围时，应加密测线和测点。
3、三线隧道应在隧道拱顶部位增加2条测线。
4、测线每5～10m应有一历程标记。
（2）介质参数的标定：检测前应对衬砌混凝土的介电常数或电磁波速做现场标定，且每座隧道不少于一处，每处实测不少于3次，取平均值为该隧道的介电常数或电磁波速。
一种星载降水测量雷达和地基天气雷达的频率修正方法
一种星载降水测量雷达和地基天气雷达的频率修正方法摘要：星载降水测量雷达（PR）和地基天气雷达（WR）是常用的降水观测工具，但由于它们的工作机制不同，容易出现频率不一致的问题。
本文提出了一种频率修正方法，并通过试验验证了该方法的可行性。
该方法基于PR和WR的频率测量数据，利用原始数据进行频谱分析和统计分析，以实现频率的校准和修正，从而提高降水观测的准确性。
1. 引言降水观测是天气预报和气候探究的基础之一，而PR和WR是常用的降水观测仪器。
然而，由于PR和WR的工作机制不同，其频率测量可能存在偏差，影响降水观测的准确性。
因此，探究一种能够实现PR和WR频率校准和修正的方法具有重要意义。
2. PR和WR的频率测量差异PR是一种主动雷达，它通过发送微波脉冲并接收反射回来的信号来测量降水。
而WR则是一种被动雷达，通过接收天空中雨滴散射的微波信号来测量降水。
由于它们的工作原理不同，其频率测量存在一定的差异。
详尽而言，PR的频率是由雷达发射源控制的，但在实际应用中，雷达发射源的频率可能会存在一定的漂移。
而WR的频率是由接收器控制的，但接收器的频率稳定性也可能出现问题。
因此，PR和WR的频率测量差异不行轻忽。
3. 频率修正方法为了解决PR和WR频率测量差异的问题，我们提出了一种基于原始数据的频率修正方法。
该方法主要包括以下步骤：步骤1：收集PR和WR的频率测量数据。
在实际观测中，分别收集PR和WR的频率测量数据，并记录下来。
步骤2：频谱分析对PR和WR的频率测量数据进行频谱分析，得到频率谱，并进一步分析其中的频率峰值。
步骤3：统计分析对PR和WR的频率测量数据进行统计分析，包括频率测量的平均值、标准差等指标。
步骤4：频率修正利用频谱分析和统计分析的结果，对PR和WR的频率进行修正。
详尽而言，通过对比频率峰值和平均频率，计算出修正值，并将该修正值应用到PR和WR的频率测量中。
4. 试验验证为了验证所提出的频率修正方法的可行性，我们进行了一系列试验。
一般地质雷达数据处理步骤
一般地质雷达数据处理步骤分界面厚度变化时可用此法，一般不用2）有倾斜地层时可用此法3）使钢筋显示更清楚用此法⑹主要用此法的地方1）测工字钢个数，埋深，形态，间隔2）测空洞3）测钢筋网个数1.反褶积、一维频率滤波（取默认值。
垂直方向上出现一串时（等间隔的多次波）用此）。
Process→Deconvolution；Process→IIR Filter.2.偏移归位Process→Migration，选择偏移类型kirchhoff，调整曲线形态。
3.希尔伯特变化Process→Hilbert Xform，选phase显示瞬态相位信息。
4.添加地面高程信息，并利用高程归一化函数进行处理。
Process→SurfaceNorm。
5.静态校正Process→Static，mode选择manual手动调整方式。
6.文件拼接。
打开Radan软件，选择File→Append files。
7.通道合并，多通道资料对比分析。
打开Radan软件，选择File→Combinechannels。
8.交互式解释View→Interactive，生成*.lay文件。
步骤1）点2）如果从没解释时就选generate new pick file，如果是在原来的基础上对此文件进行解释就选pick file找到lay文件3）选目标体（如钢筋类的，解释后可以看出有多少根）：①在剖面上点右键---target options—new target—双击目标体名字----然后在target parameters里改各个要改的参数②在剖面上点右键---pick options---在pick options里填参数（若拾取工具选block时，在剖面上选一块然后点右键然后加点，）4）选分层①在剖面上点右键----layer options---改layer options里的参数然后确定②在剖面上点右键---pick options---在pick options里填参数（若拾取工具选block时，在剖面上选一块然后点右键然后加点，若当中有空的没有连起来则点右键，插值）5）在剖面上点右键----spreadsheet（表格）6）在剖面上点右键----save changes---current file---保存为lay文件7）用excel打开此lay文件（打开时分割符号选tab键和逗号），打开后去掉头文件然后画图。
补偿吸收衰减的地质雷达数据叠前偏移方法研究.
补偿吸收衰减的地质雷达数据叠前偏移方法研究至今,在使用显式外推算子的地质雷达数据叠前深度偏移中几乎都忽略了电磁波的吸收,受野外数据采集方法的限制,常用的偏移方法也主要解决共偏移距数据问题。
本文提出了针对多偏移距数据,在频率—空间域叠前深度偏移中考虑吸收效应的方法,分别从电磁波方程和声波方程实现偏移,两种方法均为基于波动方程理论,均考虑介质吸收特性的有限差分算法,在波场外推中同时实现对吸收衰减的补偿。
在获得合成雷达波数据剖面时,从麦克斯韦方程组出发,利用微分形式方程组的旋度方程推导正演模拟的FDTD差分格式。
求得满足数值稳定性的Courant条件后设定时间、空间网格的单位元胞尺寸,采用Yee网格进行网格的剖分,设置正演模型的空间电磁参数。
为了在有限的研究区域获得无限空间的波场模拟,在区域边界处引入PML吸收边界,并获得了较好的效果。
由麦克斯韦方程出发,推导含传导电流项的频率域电磁波方程,参照电导率参数分析电磁波的速度、吸收衰减与频率之间的关系,得到衰减介质中电磁波的传播规律。
认为在高频低电导率、低相对介电常数的情况下,在较高的频率范围内容易达到电磁波的“平台效应”状态,而不同时满足这些条件时,电磁波在衰减介质中的频散现象则不能忽略。
设计了在介质内部模拟直达波数据的方式,分别在无吸收性和中等吸收性介质中模拟数据,将其用于讨论电磁波在横向上的衰减特征。
本文由含传导电流项的麦克斯韦方程出发推导有限差分波场外推算子。
为了考虑横向速度变化的问题,在空间域设计三阶精度的褶积算子,该算子包含吸收衰减与复速度的函数关系,由它获得同时延拓波场值和波场垂向导数的反延拓算子矩阵,通过反延拓对波场传播效应的消除作用,在完成有限差分叠前深度偏移的同时,实现对吸收衰减的补偿。
在无吸收的情况下,对三种模型的合成数据进行电磁波方程偏移,可知该方法对于不精确的速度结构,也能够使尺寸较小的绕射体准确归位,水平层成像结果平直光滑,对倾斜界面拐点的绕射能量也能很好地归位,该方法均具有较好的横向和纵向分辨率。
地质雷达检测沥青路面厚度误差分析及校核方法(精)
2009年02期(总第50期作者简介：李志强（1979-），男，山西沁县人，工学硕士，助理工程师，从事公路工程研究工作。
1雷达结构组成与工作原理雷达作为一种快速无损检测工具已经广泛的应用在公路建设中。
1.1结构组成SIR-20高速地质透视仪由喇叭探头、高度地面电磁探测仪、探头控制电缆、测距系统、支架及固定装置等部分组成。
1.2工作原理探地雷达方法是利用高频电磁波以宽带短脉冲形式由地面通过发射天线送入介质内部，经目标体的反射后回到表面，接收天线接收回波信号。
电磁波在介质中传播时，其路径、电磁场强度及波形随所通过介质的电性性质及物性体界面几何形态而变化，根据接收的反射回波的双程走时、幅度、相位等信息，对介质的内部结构进行判断、解释。
路面雷达是利用电磁波遇到介电常数突变的界面发生反射这一现象进行工作的。
当向路面发射一系列脉冲电磁波时，电磁波在空气与路表面发生反射，另一部分能量透过该界面折射到路面中，在面层与基层处再次进行反射和透射，如图1所示。
图1地质雷达工作原理当接收天线接收到发射波，并形成时间序列后，此时可得到各反射脉冲的时差。
当已知电磁波在某结构层的传播速度后，便可以利用公式（1），计算出各层的厚度。
而电磁波传播速度与该层介电常数有关。
h i =v iΔt i，v i =c /ri 姨（1）式中，h i 为各层厚度，cm ；v i 为电磁波在该层传播速度，cm/ns；c 为电磁波在真空中传播速度，30cm/ns；εri 为各层相对介电常数。
2误差来源与分析地质雷达在几十公里至上百公里的公路检测中所提供的路面厚度与路面的真实厚度存在误差是不可避免的，分析误差来源对减少误差是十分必要的，误差来源于以下几方面。
2.1测点位置上的偏差由于公路设计是按中心线标定距离，并对路段有弯度要求。
雷达连续检测中，在弯曲路段，测量轮测量的距离与标段距离不等，雷达检测面层厚度结果中按桩号提供的厚度不一定是该桩号处的真实厚度。
地质雷达资料处理步骤-完整版
GSSI软件RADAN地质雷达资料处理1.打开软件RADAN，选择文件夹.视图自定义文件目录.2.打开文件。
文件打开(*.dzt)。
文件显示，换颜色。
波形显示选择第二个图标，采用波形方式显示数据剖面选择显示器图标，设置波形参数，比列为间隔2倍，如32-16。
标准为正大小为03.扫描信息预编辑：利用图标编辑选择, 选择一段扫描剖面，切除多余扫描信息删除，或者保存特定扫描剖面保存。
剪切处理4.文件测量方向掉转。
打开文件，文件另存为->方向反转，打勾。
5.添加距离信息。
测量轮测量直接获取距离概念。
连续测量方式加距离需要三步A) 编辑文件头内的距离信息编辑文件头, 扫描/米[scans/m], 米/标记[m/mark]，B)编辑用户标记，C)处理距离归一。
图5-0图5-A图5-b图5-c原始标记保存标记标记类型转换距离归一化6.添加里程信息.编辑文件头三维选项X起点，输入里程起点坐标。
原始数据添加里程数据7.水平刻度调整。
处理水平缩放.叠加、抽道、加密。
8.确定地面反射波信号位置编辑文件头信号位置(纳秒)，如 -2.5。
9.调整信号延时信息，找地面处理信号位置调整信号移动(ns)。
10.设置和修改介电常数，计算深度信息编辑文件头介电常数。
介电常数时间深度11.信号振幅自动增益调整处理增益调整自动增益，增益点数为5。
放大倍数，值一般选择2-5。
自动增益调整自动增益处理比对指数增益参数设置：手动设置增益点数，调整增益值大小原始数据局部指数增益12.背景去除，显示构造特征。
处理FIR滤波背景去除(扫描)为1023。
滤波参数选择原始数据处理结果13.水平相关分析，消除雪花噪音干扰。
处理FIR滤波水平叠加(扫描)5。
原始数据5次平滑数据14.一维频率滤波处理IIR滤波。
频谱图与地质雷达原始记录曲线频谱图------波形图------线扫描图[低频信号]垂直滤波(MHz) 高通40 原始数据与高通滤波数据15.反褶积、频率滤波。
雷达系统误差校准与补偿技术研究
雷达系统误差校准与补偿技术研究雷达系统是一种广泛应用于航空、军事、气象等领域的重要检测和测量工具。
然而，由于各种因素的影响，雷达系统在测量过程中可能产生误差，这些误差会降低雷达工作的准确性和可靠性。
因此，研究雷达系统误差校准与补偿技术对于提高雷达测量精度具有重要意义。
误差校准是指通过对雷达系统中的误差来源进行分析和修正，以减小或消除误差对测量结果的影响。
误差补偿是指通过在雷达系统中引入特定的补偿手段，使得误差可以被测量和校正。
本文将分别从误差校准和误差补偿两个方面进行介绍和讨论。
误差校准是雷达系统误差研究的重要内容之一。
误差产生的原因有多种多样，例如系统硬件中的噪声、杂散回波的干扰、天气状况等等。
根据误差产生的机制不同，可以采用不同的校准方法。
在硬件误差方面，常用的校准方法包括调整天线方向图、校准雷达接收机的增益和增加滤波器等措施。
而在环境误差方面，通过获取实时的气象信息并对雷达反射信号进行补偿，可以有效减小天气对雷达测量的干扰。
此外，还可以利用地面辅助信号等外部参考物来校准雷达系统。
误差补偿是在误差校准的基础上进一步进行的手段。
误差补偿通常是通过建立数学模型来描述误差产生的机制和参数，并根据这些模型进行测量结果的修正。
根据不同的误差类型，可以采用不同的补偿方法。
例如，在雷达系统的距离测量中，常常会出现距离偏差的问题，可以通过根据环境参数修正测量结果来实现误差补偿。
此外，还可以根据雷达系统的特点和测量需求，选择适合的滤波算法和信号处理方法进行误差补偿。
误差校准与补偿技术的研究还面临一些挑战和难点。
首先，不同雷达系统的误差来源和特点各不相同，因此需要根据具体情况进行定制化的校准和补偿方法。
其次，在实际应用中，由于环境和工作条件的变化，误差的特性可能会有所改变，因此误差校准和补偿技术需要具备实时性和自适应性。
此外，误差校准和补偿技术还需要与其他雷达系统参数优化和算法改进相结合，才能充分发挥作用。
综上所述，雷达系统误差校准与补偿技术的研究对于提高雷达测量精度和可靠性具有重要意义。
公路隧道地质雷达检测技术规程
公路隧道地质雷达检测技术规程1 范围本规程适用于在建隧道和已建隧道结构质量检测。
隧道超前预报和公路工程其他部位雷达检测可参照本标准。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本规程的引用而成为本规程的条款。
凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。
TB10223《铁路隧道衬砌无损检测技术规程》JTG F80/1《公路工程质量检验评定标准》JTG/T C22《公路工程物探规程》JTGH30 《公路养护安全作业规程》3术语和符号3.1术语3.1.1地质雷达法ground penetrating radar method地质雷达方法是向被测物发射高频电磁波，根据接收到的电磁波的波形、振幅强度和时间的变化等特征推断被测介质的空间位置、结构、形态的一种方法。
3.1.2介电常数dielectric constant物质在外加电场作用下储存极化电荷的能力，是一个点上电位移与电场强度的比值。
3.1.3相对介电常数relative dielectric constant介质的介电常数与真空中介电常数的比值。
该参数影响电磁波在介质中的传播速度。
3.1.4中心频率center frequency中心频率是指天线通频带频率之间的算术平均值。
3.1.5道trace数据采集得到的一道波形，称之为道。
3.1.6道间距trig interval每两道波形之间的距离，采用时间采集时也可称之为时间间隔。
3.1.7采样率sampling rate采样率是指单位时间内从连续信号中提取并组成离散信号的信号点数。
3.1.8双程走时two way travel time雷达数据所记录的纵向时间，代表探测深度的属性，发射天线向介质中发射电磁波信号遇到反射异常体反射回的信号被接收天线接收所经历的时间。
一般地质雷达数据处理步骤
⼀般地质雷达数据处理步骤GSSI软件RADAN地质雷达资料处理步骤视图—⼯具栏（前四个打勾）视图---状态栏（打勾）状态栏是屏幕显⽰窗⼝最下⾯的那⼀栏剖⾯的线扫描图是每道的波形压缩成⼀条直线然后⽤颜⾊显⽰出来的。
1.打开软件RADAN，选择⽂件夹View→Customize（⾃定义）→Directories（存放数据的地⽅）.2.编辑⽂件属性，去除只读属性。
打开⽂件File→Open(*.dzt)（原始数据）。
此选项为可选项，⼀般的.dzt⽂件不是只读的。
3.扫描信息预编辑：利⽤图标Edit→Select（选择时避开打的标记，若选定段包含标记，可把标记避开分⼏次选）, 选择⼀段扫描剖⾯，切除多余扫描信息Cut，或者保存特定扫描剖⾯Save。
4.⽂件测量⽅向掉转。
打开⽂件，选择File→Save As ，打勾。
5.（针对连测）添加距离信息。
测量轮测量直接获取距离概念。
连续测量⽅式加距离需要三步A) 编辑⽂件头内的距离信息Edit→File Header, 扫描/⽶[scans/m], ⽶/标记[m/mark]，B)编辑⽤户标记（⽤中⽂randan5软件时，标记编辑：1）标记类型user 2）编辑模式：添加3）在线扫描图上需要标记的地⽅点⼀下，扫描数⾃动变化4）转换—⽤户标记都转换为复合标记），C)并利⽤距离归⼀化函数进⾏处理,Process→Distance Norm,,打勾。
（⽂件前、后没有被标记进去的，归⼀化后⾃动去掉。
所以标记时⼀定要从有⽤的信息开始标，尾部有⽤信息结束处也要做标记。
Usermark⽤户⼿标，diatmark测量轮⾃动打标。
）6.添加⾥程信息.A)Edit→File Header →3D option→X start输⼊⾥程起点坐标.B)Edit→Edit database→regions → x origGlobal输⼊⾥程起点坐标----apply.（此步骤可随时做）7.⽔平刻度调整。
频率域航空电磁法地形影响和校正方法
写一篇频率域航空电磁法地形影响和校正方法的报告，600字《频率域航空电磁法地形影响及校正方法报告》
频率域航空电磁法（FDEM）是一种应用于地形特征识别和测
量的成像技术。
它利用电磁场运动的频率变化来传递地形信息，使得人们能够将波场传递到目标地形上下料并获取关于特定地形的信息。
然而，如果这种频率变化受到地形影响，例如山脉或悬崖等，就会产生不准确的数据，因此需要进行校正。
在频率域航空电磁法中，通常采用z轴建模的方法来近似地形，其中理想假想的z轴就是地形的模拟。
但在实际应用中，一旦地形比理想的z轴方向变化了，就会导致波的偏移，从而影响结果的准确性。
为了解决这一问题，我们采用一种叫做“准确
矢量调整”（AVA）的方法来校正测量值，以确保结果的准确性。
AVA算法基于向量空间中电磁接收系统的模拟运行，以获得
地形可能存在的方向并估计可能的水平和垂直角度，从而准确的调整衰减的传输系数来补偿地形影响，从而实现精确的波场模拟。
此外，空间部署的局部探测系统也可以利用多频率快速扫描（FFS）来校正。
FFS通过分析多个频率之间的时延来估计地
形的参数，以校正受到影响的模拟器参数。
通过上述方法，我们可以有效地减少频率域航空电磁法所受地形影响带来的误差。
当地形影响无法避免时，系统可以通过使
用上述方法来准确的估计和校正可能产生的影响，从而避免影响结果的准确性。
综上所述，频率域航空电磁法可以通过使用准确矢量调整（AVA）和快速多频率扫描（FFS）来准确的估计和校正受到地形影响带来的误差，从而保证结果的准确性。
尽可能对地震波能量的衰减和畸变进行补偿和校正
A2 0
2
1
E
A2 0
-
A2
1- e-2
将上式展开，舍去高次项，得品质因子与吸收系数的关系为
Q f v
v
f
由品质因子表示的衰减因子为：
t f
Dd e r e r e Q
可见在非完全弹性介质中，地震波的高频成分比低频成 分衰减得要快。
2、层状介质的吸收
设地下有n层水平层状介质，第i层的品质因子为Qi，速度Vi，传播时间ti。 则地震波通过第i层时，该层的吸收因子为：
SEG_Y 格式： 卷头(4字节/字,共100字）:
40行说名信息
(80字符/行,共3200 字节)
卷头信息
(共400字节)
第一道的道头 信息(共240字节)
第一道的地震 数据
(常为IBM浮点格式)
第二道的道头 信息(共240字节)
第二道的地震 数据
(常为IBM浮点格式)
…… END Of File
V
V
ΔSx： 60m
10m
20m
480
L：40m dy : 60m
960
20m
Sy：40m
10m
Migration Velocity Analysis Methodolgy 方法学(#1)
第二节 真振幅恢复
包括：波前扩散能量补偿， 地层吸收能量补偿， 地表一致性能量调整。
地震记录的振幅不仅与反射界面的反射系数有关，还与地震波 的激发、传播和接收等因素有关。 激发条件：井深、药量、药包形状、岩性、藕合关系等。
道头(4字节/字,共60字）:
1 测线内道序号 (字节1 ~ 4)
2 卷内道序号 (字节5 ~ 8)
基于零偏VSP初至波的地震高频补偿和相位校正
基于零偏VSP初至波的地震高频补偿和相位校正陈志德;张晶;卢福珍;李玲【期刊名称】《地球物理学进展》【年(卷),期】2012(27)5【摘要】松辽盆地中浅层之上地层的压实程度低,对地震波吸收衰减作用明显,对高频成分的衰减尤为严重,如何恢复和补偿被大地吸收的地震波高频成分,从而提高地震资料的垂向分辨率,解决薄储层地震识别问题,是地震资料处理急需解决的技术难题.本文基于零偏VSP数据的初至波主频率随深度下降的关系,应用主频偏移法逐点求得随深度变化的地层品质因子Q;按照坳陷盆地层状介质的特点,依据地震速度和主要反射界面将目的层上部坳陷期地层划分为多层常数Q模型,实现Q值场的时变和空变.在叠前、叠后地震数据体上,采用增益控制Q值高频补偿和相位校正技术,提高地震资料的分辨率.大庆油田常家围子三维地震工区应用该技术的成果数据,频带展宽5Hz以上,主要反射层同相轴连续性增强,层间反射细节突出,与测井及VSP 数据的匹配程度提高,为该区油藏评价研究奠定了资料基础.【总页数】9页(P2068-2076)【关键词】地层吸收;高频衰减;零偏VSP;品质因子Q;主频偏移法;高频补偿;相位校正【作者】陈志德;张晶;卢福珍;李玲【作者单位】大庆油田有限责任公司勘探开发研究院【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.基于相位校正的零点约束直达波抑制方法 [J], 黄聪;张殿伦;孙大军;兰华林2.复杂高陡构造零偏VSP空变倾角时差校正及其处理技术 [J], 谢会文;罗斌;许安明;尚江伟;顾成龙;陈维力3.利用零偏VSP资料提高地面地震资料分辨率的方法及其应用研究 [J], 何惺华4.基于相位补偿的调频连续波大长度测距中的色散校正 [J], 史春钊;张福民;潘浩;曲兴华;赫明钊5.基于广义S变换的地震资料振幅谱补偿和相位谱校正方法研究（英文） [J], 周怀来;王峻;王明春;沈铭成;张听锟;梁平因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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Yk( f )=Apk( f )・Xk( f ) 。
(11)
由于最终需要输出的是时间域记录，这时，只
图1
Fig. 1
频率补偿与校正技术的基本原理图
要利用傅立叶逆变换即可把频率域的 Yk( f )转换到时 间域，也即得到经过 h 厚度层补偿与校正后的雷达 数据。
Principle of frequency compensation and correction
第 38 卷 第 1 期 2010 年 2 月
煤田地质与勘探
COAL GEOLOGY & EXPLORATION
Vol. 38 No.1 Feb. 2010
文章编号 : 1001-1986(2010)01-0071-05
地质雷达频率补偿与校正技术
苏茂鑫 1，田 钢 2，李术才 1，薛翊国 1
(1. 山东大学岩土与结构工程研究中心 , 山东 济南 250061; 2. 浙江大学地球科学系 , 浙江 杭州 310027)
摘要 : 雷达波在地下传播过程中会发生衰减、频散和受到其他干扰的影响，这在一定程度上限制 了地质雷达的探测分辨率和最终解释效果。为了降低这些影响，在地层系统响应模型基础之上， 通过从原始记录中求取频率补偿与校正因子，既而对原始记录的频谱进行补偿校正，达到改善地 质雷达剖面记录，提高探测分辨率的目的。为了更好地了解频率补偿与校正技术的有效性，从原 理到应用效果给予了详细的介绍，同时与尖脉冲反褶积的应用效果作比较，进一步说明了频率补 偿与校正技术在降噪和提高分辨率处理上的一些技术特点。 关 键 词 ： 频率补偿与校正 ; 系统响应 ; 分辨率 ; 反褶积 文献标识码 ： A DOI: 10.3969/j.issn.1001-1986.2010.01.017 中图分类号 ： P631
其振幅谱为
2 2 Aph ( f ) | Ph ( f ) | U ph ( f ) V ph (f)；
(6)
相位谱为
ph ( f ) arctg
V ph ( f ) U ph ( f )
。
(7)
那么，频率补偿与校正因子还可以写为
Ph ( f ) Aph ( f )e
j ph ( f )
，具有无损性、
分辨率高、工作效率高等优点，广泛应用于岩土工 程勘查、地质超前预报、工程建筑物结构调查和考 古等众多领域。但地质雷达发送的电磁波在地下传 播过程中会发生衰减、频散和受到其他干扰，特别 是在软土或松动的土层介质中衰减和频散严重，这 在很大程度上限制了地质雷达的探测分辨率和最终 解释效果。因此，为了尽可能地减少衰减和频散所 带来的影响，改善地质雷达剖面记录，提高探测分 辨率， 通常会对地质雷达原始记录进行相应的处理。
收稿日期 : 2009-05-02 基金项目 : 国家自然科学基金仪器专项基金项目 (50727904); 山东省博士后创新专项资金项目 (200703076)；国家自然 科学基金项目 (50908134, 40902084) 作者简介 : 苏茂鑫 (1980— ), 广西北海人 , 博士 , 讲师 , 从事应用地球物理和地下工程教学与研究工作 .
Ground radar frequency compensation and correction technique
SU Maoxin1, TIAN Gang2, LI Shucai1, XUE Yiguo1
(1. Research Center of Geotechnical and Structural Engineering, Shandong University, Jinan 250061, China; 2. Department of Earth Sciences, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China) Abstract: Ground radar wave propagation in ground is influenced by the attenuation, dispersion and other interference, to certain extent, which will limit ground radar detection resolution and final interpretation effect. In order to reduce the attenuation, dispersion and the impact of interference, this paper presented a frequency compensation and correction method, which was based on the stratum system response model, through computing a frequency compensation and correction factor from the ground penetrating radar raw data, the raw recorder spectrum will be corrected, which will improve the ground penetrating radar profile record and enhance the vertical detection resolution. For better understanding of the effect of the stratum spectrum correction method, this article gave detailed introduction of its principle and application effect, but also compared its effect with that of sharp pulse deconvolution, which can further prove that the stratum spectrum correction method has advantage in reducing noise and enhancing resolution of the ground penetrating radar data. Key words: frequency compensation and correction; system response; resolution; deconvolution
c—— 频率与补偿校正因子频谱图
a—— 地层系统响应模型； b—— 截取的界面响应子波；
设由界面 i 反射得到的地面雷达信号分别为 xi( t) ， 在实际求取频率补偿与校正因子时， 只截取留 下此界面的一个反射子波(通常为一个视周期数 据 )，如图 1 中的 Ch1。 xi(t)经过厚度为 h 的地层到 达 j 界面，把这一厚度的地层看作一个系统，则此 时对应的雷达信号为 xj(t)=qh xi(t)* xi(t) , (1) 式中 *为褶积符号； xj(t)为 j 界面的反射子波，与 xi(t)类似，如图 1 中的 Ch2；qh(t)表示厚度为 h 地层 对反射信号 xi(t)的衰减影响，即系统响应。那么， 反算子
Ph ( f ) X i ( f ) / X j ( f )
Xi ( f )X j ( f ) | X j ( f ) |2 2
。
(4)
第1期
苏茂鑫等 : 地质雷达频率补偿与校正技术
· 73 ·
着明显界面反射的子波。期望输出子波应该在较浅 部位选择，尽量选视频率 [14]较高的子波，或者直接 选择直达波。而期望输入子波应在期望输出子波以 下较深部分选取，尽量选视频率较低的子波。 d. 频率补偿与校正因子的选择 由于同一个 地质雷达剖面记录可以求取多个频率补偿与校正因 子，这就涉及到频率补偿与校正因子的选择问题。一 般来说，选择频率补偿与校正因子的时候最好把频 率补偿与校正因子的频谱图 (图 1c)与被校正雷达数 据的频谱图做一个对比。频率补偿与校正因子的频 谱图中的能量值越大，所对应的那部分频率的能量 就会被校正得越多。所以，通过分析被校正数据的 频谱情况，就可以利用频率补偿与校正因子频谱的 这一特点选择合适的校正因子。
Ph ( f ) U ph ( f ) iV ph ( f ) 。
1
频率补偿与校正技术的基本原理
频率补偿与校正技术，简单地说就是把地层看
(5)
作一个系统，根据地层系统响应模型特点，从原始 记录中求取一个或多个频率补偿与校正因子，然后 利用此频率补偿与校正因子对原始记录的频谱进行 校正，从而达到提高分辨率的目的。 图 1 中的 T 和 R 分别为地质雷达的发射天线和 接收天线； Ch1 和 Ch2 为截取过的记录道，其中 Ch1(期望输出道 )只留有 i 界面的响应子波 (期望输 出子波 )， Ch2(期望输入道 )只留有 j 界面的响应子波 (期望输出子波 )。
· 72 ·
煤田地质与勘探 其中
第 38 卷
应用效果的相互比较，从而可以让读者更好地了解 笔者提出的频率补偿与校正技术。
为噪声。那么反算子 Ph(f)即为所要求取的频
为了应用频率补偿与校正因子 Ph( f )对原始记
率补偿与校正因子。 录进行校正，对 Ph(f )作 Hilbert 变换 [15]，则
1 Ph =qh
2
频率补偿与校正因子的实际求取和选择
频率补偿与校正因子的求取是地质雷达地层频
谱校正最关键的一步，为了得到一个好的频率补偿 与校正因子，具体应遵从以下几个步骤： a. 求取前准备工作 首先应准备好数据所对 应的地质资料情况，相应的地质资料掌握和了解越 多，就越容易求得好的频率补偿与校正因子；其次 视情况可对原始数据做适当的预处理工作。 b. 选择记录道 在选择记录道前， 应对雷达数 据对应的地质背景有一定了解，以便了解哪些地层 和部位是需要校正的，这样在选择记录道时可以避免 盲目性。另外，期望输入和输出道尽量选择位于同一 地层中的，且经过的路径基本相同的两道，还应明确 校正的目标，如想了解某一目标体的反射波特征，那 么，期望输入和输出道应尽可能在探测目标体附近位 置进行选择，这样才能在数据校正后突显目标体。 c. 选择期望输入和输出子波 不管是输入还 是输出子波， 首先应确定子波的真实性和完整性。 另 外，输入与输出子波应保持周期和极性的一致性。特 别要注意的是，削波是不能选取的，要尽量选择有