探地雷达法
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21
若地面的发射和接收天线沿探测线以等间隔移动时， 即可在纵坐标为双程走时t（ns）、横坐标为距离x （m）的探地雷达屏幕上绘描出仅仅由反射体的深 度所决定的“时-距”波型道的轨迹图。
22
与此同时，探地雷达仪即以数字形式记下每 一道波型的数据，它们经过数字处理之后， 即由仪器绘描成图或打印输出。
25
介质速度越小，异常峰尖就越明显；埋深越大、天线距越大， 双曲线就越平坦。类似于地震剖面，为达到直观效果,必须对 图像进行偏移归位校正。
26
下图为有限几何体埋入水中后在水面上的实测图像，证实了 计算的规律。由图可见，在有限体的边、角部位，常因绕射 现象而使图像复杂化。
27
第三节 应用实例
天线中心频率为400MHz， 频率范围为200-600MHz。
33
地质雷达实例之： Groundvue 1U
通过Groundvue 1U测量出来 的６跟管子（如上图）在软 件中可以处理后做深度切片， 能很直观的反映出管子位置 和走向．
34
地质雷达之： Groundvue 2
Groundvue 2是操作界 面友好而且很容易操 作使用的设备。在测 量前可以定义时窗和 采样间距，在测量后 数据处理过程中也可 以根据需要改变时窗 和采样间距．
10
11
12
(1) 发射波形调制方式
13
(2) 天线设计
14
15
Groundvue 3 最快的四通道数据采集器
4GHz, 1.5GHz, 1GHz, 400MHz, 250MHz.
16
第二节 基本原理与方法技术
17
探地雷达利用以宽带短脉冲（脉冲宽为数纳秒以至 更小）形式的高频电磁波（主频十几兆赫至数百以 至千兆赫），通过天线（T）由地面送入地下，经 底层或目标体反射后返回地面，然后用另一天线 （R）进行接收。
第一节 方法概述
1
探地雷达法(Ground penetrating radar, GPR)， 是利用一个天线发射高频宽带（1MHz~1GHz） 电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面 的反射波而进行地下介质结构探测的一种电 磁法。由于它是从地面向地下发射电磁波来 实现探测的，故称探地雷达。有时亦将其称 作地质雷达。
38
Fig. 1. Section map of survey lines layout
Baidu Nhomakorabea39
Fig. 2. Radar image of normal zone
40
Fig. 3. Radar image of No. 1 anomaly
41
Fig. 4. Radar image of No. 2 anomaly
18
地质雷达工作原理
一个脉冲子波
s D
T=2*sqrt(D^2+s^2)/v
19
脉冲旅行时为
当地下介质中的波速ν(m/ns)为已知时，可根 据精确测得的走时t(单位为ns，1ns=10-9s)， 由上式求出反射物的深度(m)。波的双程走时 由反射脉冲相对于发射脉冲的延时进行测定。
20
反射脉冲波形由重复间隔发射（重复率 20kHz~100kHz）的电路，按采样定律等 间隔地采集叠加后获得。考虑到高频波 的随机干扰性质，由地下返回的反射波 脉冲系列均经过多次叠加（叠加次数几 十至数千）。
23
探地雷达图像由于呈时-距关系形式，因此， 类似于地震记录剖面，画面的直观性较强， 波形图面上同一反射脉冲起跳点所构成的 “同相轴”可用来勾画出反射界面。当然， 对于有限几何体的界面，只要返回的能量足 够，图面的各道记录上均可追踪反射脉冲同 相轴，这自然就歪曲了目的体的实际几何形 态。
24
下图为点状反射体的理论计算图像。图上画了六种不同介质 波速度条件下的同相轴曲线，可以看出，点状体的异常成双 曲线的一种形态，其峰顶的横向和纵向位置即为点状体的地 面位置和深度。
28
一、划分花岗岩风化带
29
二、隧道探测
30
三、公路路面厚度检测
31
32
地质雷达之： Groundvue 1U
Groundvue 1U使用单一的平 板电脑，在日照下可以清 晰读取雷达数据。使用方 便简单，一个人即可完成 野外数据采集任务。下拆 手柄可以锁定在合适操作 员的位置。 Groundvue 1U的形状与Groundvue 1 相似。
42
Fig. 5. Radar image of No. 3 anomaly
43
它是近年来在环境、工程探测中发展最快， 应用最广的一种地球物理方法。
2
一、发展概况
3
随着仪器信噪比的大大提高和数据处理技术 的应用，20世纪70年代以后，探地雷达的实 际应用范围迅速扩大，其中有：石灰岩地区 采石场的探测；淡水和沙漠地区的探测；工 程地质探测；煤矿井探测；泥炭调查；放射 性废弃物处理调查以及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，水坝、隧 道、堤岸、古墓遗迹探查等。
4
5
中国地质大学(武汉)参加第19次南极科考, 利用探地雷达获得的南极艾默里冰架厚
6
中国地质大学(武汉)邓世坤教授在南极进行探地雷达科考
7
南极探地雷达布线
8
9
二、方法特点 探地雷达法的发射天线与接收天线之间距离
很小，甚至可合二为一。当地层倾角不大时， 反射波的全部路径几乎是垂直地面的。因此， 在测线不同位置上法线反射实际的变化就反 映了地下地层的构造形态。
其天线中心频率为 50MHz，频率范围 为30-100MHz。
35
地质雷达实例之： Groundvue ２
通过该雷达探测了深度泥炭 盆地的轮廓和不同材料的地 层，包括泥炭下的土壤。便 于研究和了解古老地形的形 态。
36
环境调查
GPS Antenna
Radar
泥炭地环境调查
37
古建筑物残体检测
伦敦码头的重新改造启用
若地面的发射和接收天线沿探测线以等间隔移动时， 即可在纵坐标为双程走时t（ns）、横坐标为距离x （m）的探地雷达屏幕上绘描出仅仅由反射体的深 度所决定的“时-距”波型道的轨迹图。
22
与此同时，探地雷达仪即以数字形式记下每 一道波型的数据，它们经过数字处理之后， 即由仪器绘描成图或打印输出。
25
介质速度越小，异常峰尖就越明显；埋深越大、天线距越大， 双曲线就越平坦。类似于地震剖面，为达到直观效果,必须对 图像进行偏移归位校正。
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下图为有限几何体埋入水中后在水面上的实测图像，证实了 计算的规律。由图可见，在有限体的边、角部位，常因绕射 现象而使图像复杂化。
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第三节 应用实例
天线中心频率为400MHz， 频率范围为200-600MHz。
33
地质雷达实例之： Groundvue 1U
通过Groundvue 1U测量出来 的６跟管子（如上图）在软 件中可以处理后做深度切片， 能很直观的反映出管子位置 和走向．
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地质雷达之： Groundvue 2
Groundvue 2是操作界 面友好而且很容易操 作使用的设备。在测 量前可以定义时窗和 采样间距，在测量后 数据处理过程中也可 以根据需要改变时窗 和采样间距．
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(1) 发射波形调制方式
13
(2) 天线设计
14
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Groundvue 3 最快的四通道数据采集器
4GHz, 1.5GHz, 1GHz, 400MHz, 250MHz.
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第二节 基本原理与方法技术
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探地雷达利用以宽带短脉冲（脉冲宽为数纳秒以至 更小）形式的高频电磁波（主频十几兆赫至数百以 至千兆赫），通过天线（T）由地面送入地下，经 底层或目标体反射后返回地面，然后用另一天线 （R）进行接收。
第一节 方法概述
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探地雷达法(Ground penetrating radar, GPR)， 是利用一个天线发射高频宽带（1MHz~1GHz） 电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面 的反射波而进行地下介质结构探测的一种电 磁法。由于它是从地面向地下发射电磁波来 实现探测的，故称探地雷达。有时亦将其称 作地质雷达。
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Fig. 1. Section map of survey lines layout
Baidu Nhomakorabea39
Fig. 2. Radar image of normal zone
40
Fig. 3. Radar image of No. 1 anomaly
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Fig. 4. Radar image of No. 2 anomaly
18
地质雷达工作原理
一个脉冲子波
s D
T=2*sqrt(D^2+s^2)/v
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脉冲旅行时为
当地下介质中的波速ν(m/ns)为已知时，可根 据精确测得的走时t(单位为ns，1ns=10-9s)， 由上式求出反射物的深度(m)。波的双程走时 由反射脉冲相对于发射脉冲的延时进行测定。
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反射脉冲波形由重复间隔发射（重复率 20kHz~100kHz）的电路，按采样定律等 间隔地采集叠加后获得。考虑到高频波 的随机干扰性质，由地下返回的反射波 脉冲系列均经过多次叠加（叠加次数几 十至数千）。
23
探地雷达图像由于呈时-距关系形式，因此， 类似于地震记录剖面，画面的直观性较强， 波形图面上同一反射脉冲起跳点所构成的 “同相轴”可用来勾画出反射界面。当然， 对于有限几何体的界面，只要返回的能量足 够，图面的各道记录上均可追踪反射脉冲同 相轴，这自然就歪曲了目的体的实际几何形 态。
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下图为点状反射体的理论计算图像。图上画了六种不同介质 波速度条件下的同相轴曲线，可以看出，点状体的异常成双 曲线的一种形态，其峰顶的横向和纵向位置即为点状体的地 面位置和深度。
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一、划分花岗岩风化带
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二、隧道探测
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三、公路路面厚度检测
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地质雷达之： Groundvue 1U
Groundvue 1U使用单一的平 板电脑，在日照下可以清 晰读取雷达数据。使用方 便简单，一个人即可完成 野外数据采集任务。下拆 手柄可以锁定在合适操作 员的位置。 Groundvue 1U的形状与Groundvue 1 相似。
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Fig. 5. Radar image of No. 3 anomaly
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它是近年来在环境、工程探测中发展最快， 应用最广的一种地球物理方法。
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一、发展概况
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随着仪器信噪比的大大提高和数据处理技术 的应用，20世纪70年代以后，探地雷达的实 际应用范围迅速扩大，其中有：石灰岩地区 采石场的探测；淡水和沙漠地区的探测；工 程地质探测；煤矿井探测；泥炭调查；放射 性废弃物处理调查以及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，水坝、隧 道、堤岸、古墓遗迹探查等。
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中国地质大学(武汉)参加第19次南极科考, 利用探地雷达获得的南极艾默里冰架厚
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中国地质大学(武汉)邓世坤教授在南极进行探地雷达科考
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南极探地雷达布线
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二、方法特点 探地雷达法的发射天线与接收天线之间距离
很小，甚至可合二为一。当地层倾角不大时， 反射波的全部路径几乎是垂直地面的。因此， 在测线不同位置上法线反射实际的变化就反 映了地下地层的构造形态。
其天线中心频率为 50MHz，频率范围 为30-100MHz。
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地质雷达实例之： Groundvue ２
通过该雷达探测了深度泥炭 盆地的轮廓和不同材料的地 层，包括泥炭下的土壤。便 于研究和了解古老地形的形 态。
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环境调查
GPS Antenna
Radar
泥炭地环境调查
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古建筑物残体检测
伦敦码头的重新改造启用