雷达基本培训

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基本原理 – 层析成像 (钻孔雷达)
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RAMAC/GPR 产品简介
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RAMAC/GPR 产品背后的哲学?
• 配置灵活 • 应用范围广 • 简单的用户界面 • 数字式脉冲雷达 • 数据质量好
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管线探测雷达 Easy Locator
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RAMAC/GPR 屏蔽配置
1GHz 独立系统
100-800Mhz 屏蔽天线
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RAMAC/GPR 不屏蔽配置
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雷达基本理论
探地雷达 基础
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目的:
了解探地雷达的基本知识, 如何使用雷达，什么情况下使用雷达.
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管道沟边界
15” 金属排水管, 6 寸深
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公用事业探测 (500 MHz 屏蔽天线)
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25, 50, 100 和 200 MHz 不屏蔽天线.
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RAMAC/GPR 钻孔配置
100 MHZ 和250 MHz
反射或层析成像模式 电缆或绞车+1000m
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RAMAC/GPR 多道配置
军事
道路完整性探测, 战壕路线探测，地雷、炮弹等埋藏物 考古 场地成图, 古墓探测, 人工制品探测
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对雷达来说，最重要的市场
是…
• 公用事业探测 • 管线和阀门探测 • 混凝土检测 • 路面和桥面探测 • 地质勘探 • 冰, 雪和冰川 • 钻孔雷达
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GPR 方法 - 反射
Depth [m]
Time [ns]
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Length [m]
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基本原理 – 反射 (孔中雷达)
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基本原理 – 速度 (地面雷达)
•2004 – 1.6GHz屏蔽天线
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雷达基本理论
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什么是雷达?
RADIO DETECTION AND RANGING
（无线电探向和测距）
雷达最初是用于军事目的 探测空中目标体.
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GPR 的优点
携带方便 GPR 是无损探测技术 与其它地球物理方法相比， 数据采集速度非常快
水平和垂直位置精度高
高分辨率地下图像
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GPR 的局限性
• 探测深度和目标体的分辨能力依赖于土壤（或地下介质 ）特性 . 高导电率介质会使 GPR方法无效（如海水、盐 碱地、金属矿、粘土层等）. • 目标体和周围介质要有足够的电性差异（介电常数和电 阻率） • GPR数据的解释 因人而异，
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内容:
• 瑞典MALA厂家简介 • 雷达基本理论 • RAMAC/GPR 系列产品介绍 • RAMAC/GPR 应用
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瑞典MALA公司简介
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MALÅ GeoScience 公司总部
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MALÅ 公司的位置
瑞典
MALÅ Västerbotten
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MALÅ 办公机构
•分公司, 南卡罗莱那, 美国
• 公司总部在 Malå, 瑞典 • 新市场部在 Skellefteå, 瑞典 • Raycon（工程及应用）在Stockholm, 瑞典
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什么是探地雷达(GPR) ?
• 采用无线电波探测的一种技术, 频率一般在5 - 2000MHz, 对地下结构和埋藏物以及人造结构成像.
• 它不是所谓的“黑匣子”, 直接告诉你地下异常体的位置. • 最早的脉冲雷达系统是Melton 于 1937年提出的。 • 三种基本模式: 反射, 速度探测, 层析成像.
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基本原理
• 用电磁波穿透地下介质
•电磁波速度和穿透深度取决于介质的介电常数和电导率 • 记录反射时间 • 速度一般在 33 - 212 m/µs • 三种模式: 反射, 速度, 层析成像
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GPR 方法 – 反射
• 雷达探测的95% 是用偶极反射模式
• 从原理上讲，GPR 类似于声纳设备 • 发射机发射一 “列”电磁脉冲， 该脉冲在介质中传播 • 在地下介质的电特性有变化的地方 发生反射(即散射) • 接收机拾取“背散射”信号，记录它 并将其显示在计算机屏幕中
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解释者的经验非常重要.
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不同天线的穿透深度
天线 (MHz) 25 50 100 土壤中 (m) 25 20 12 岩石中 (m) 50 40 25
200
250 500 800 1000
8
5 3.5 2 1.5
15
10 5 3.5 3
上述穿透深度是理想条件下的数值.
RAMAC/GPR CUII
带多道模块MC-4 或 MC-16
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RAMAC X3M
紧凑完整的雷达系统
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X3M Corder
无需电缆带内置记录器 的雷达系统
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RAMAC/GPR 在野外的应用
一套系统 单人操作 许多应用
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RAMAC/GPR - 优点
•模块化 + 控制单元支持所有的天线 + 天线电子单元也是模块化的 •速度 + 市场上最快的 CU-处理器 + 每秒扫描1000线 •携带方便 + 市场上最现代化的雷达系统 因此它采用最新, 最有效, 集成化程度最高的技术. •数据质量 + 真16 位系统 •天线选择范围广 + 非屏蔽, 屏蔽和孔中天线 + 一个控制单元支持所有的天线 •性价比高 + 节省人力 + 模块化设计节约资金
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RAMAC/GPR 历史
• 1992 – 开始研究地面雷达 • 1994 - RAMAC/GPR 推向国际市场
• 1996 - 1 GHz 天线推出 • 1997 – 全新的屏蔽天线概念, 500MHz 天线 • 1998 – 推出250 和800 MHz 屏蔽天线 • 1999 – 屏蔽100MHz, 多道雷达系统MC4, 用于孔中数据采集和解释的Windows下的软件 • 2000 – 新的控制单元CUII, 多道模块MC16, Easy3D 软件... • 2001 – 新控制单元 – RAMAC X3M • 2002 – 新控制单元 – RAMAC X3M Corder • 2002 – 推出管线探测雷达Easy Locator • 2003 – 新监视器 – RAMAC/GPR Monitor ，超强地面耦合天线RTA
高频天线 1.2 GHz 1.6 GHz
+ 最深可测至 2500 m.
500 MHz 800 MHz
1000 MHz
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RAMAC/GPR 系统示意图
测量轮
控制单元
触发信 号 触发
数据
发射
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接收
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Easy 3D 软件
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实例
雷达剖面显示 管线
… 和一个管道沟!
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电缆沟
未知物体
自来水管
电力线
浅部天线和中部天线 的比较.
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实例 (400 MHz 天线)
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管线探测
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Trenches
路面边缘
光缆
PVC 水管
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• CMP, common midpoint measurement（共中心点） • WARR, wide angle reflection refraction（宽角反射折射） • 给出速度剖面用于把时间记录转换成深度 • 需要可分离天线(Tx发射/Rx接收) • RAMAC/GPR比竞争对手的优势
多达16 个记录通道
连接 4 个发射机和 4 个接收机 与所有的RAMAC/GPR 天线兼容
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GroundVision软件
Windows 下的软件用于数据采集 处理和显示
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Easy 3D 软件
电缆沟
未知物体
自来水管
电力线
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RAMAC/GPR 应用实例
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GPR 应用
民用/结构工程 公用事业领域 (管线, 电缆), 钢筋和空洞. 水平定向钻 前期勘探 (HDD) 交通: 公路和铁路检测, 冰层厚度, 桥面检测和桥基础研究. 环境 危险废弃物成图, 地下埋藏罐 (UST), 沉积岩研究, 深度测量. 地球物理技术 地层成图, 空洞和下沉孔, 地下水, 矿井探测, 裂隙探测, 大坝研究, 基础研究, 隧道调查.
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RAMAC X3M
X3M Corder
RAMAC/GPR CU II 可扩展 到4道或16道
屏蔽天线 100 MHz 250 MHz
非屏蔽天线 25 MHz 50 MHz 100 MHz 200 MHz RTC 50
孔中天线 100 MHz 250 MHz
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基岩裂隙带探测
•基岩裂隙带探测
采用50兆天线，在广西兰洞水库探测。 从结果看，在该剖面位置裂隙较发育。
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水底形态调查
采用100兆不屏蔽天线，在钱塘江做水底形态调查。 该处水域为海水和淡水的混合水，从剖面中水底形态清晰可见。
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代理机构及合作机构
鑫衡运
• 50 多个国家有代理机构 • 与其他国家合作的研发机构
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MALA公司历史
• 1937, 公司成立(SGU) • 1982-1988, SGAB Malå (开始雷达研发及生产) • 1988-1992, ABEM • 1992-1994, ABEM GeoScience • 1994, Malå GeoScience