国内探地雷达与国外的差别
探地雷达技术与应用
30
30
20
-60
-40
-20
0
20
40
60
R(kx,)
-60
-40
-20
0
20
40
60
-60
-40
-20
0
20
40
60
R(kx,)F(kx,)
D(kx,kz)F(kx,kz)
五、探地雷达信号处理
•三维合成孔径处理前后对比图
五、探地雷达信号处理
➢探地雷达波速估计方法：
•波速估计不准会导致合成孔径处理后的图像发散；
Point
-1
Target
-1.5
-2
-2.5
-3
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
RMA
Focused Image
0.4
Focused 0.2 0 Point -0.2 -0.4 Target -0.6 -0.8 -1 -1.2 -1.4 -1.6
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
Azimuth FFT
• 空间特征 • 时域特征 • 频域特征
五、探地雷达信号处理
➢杂波抑制：
•杂波产生原理；
地面
w
e
Tx
Rx
c
b s
目标
五、探地雷达信号处理
➢合成孔径：
•目的：提高方位分辨率，增强信噪比； •二维合成孔径成像，三维合成孔径成像； •时域合成孔径成像（全息成像，kirchhoff偏移，等），频 域合成孔径成像（f－k偏移，Gazdag、stolt偏移，等）；
探地雷达(GPR)在城市污染场地调查及风险评估中的应用
109ECOLOGY区域治理探地雷达（GPR）在城市污染场地调查及风险评估中的应用孙蓓，张婷江苏华东有色深部地质勘查有限公司（江苏省有色金属华东地质勘查局资源调查与评价研究院）摘要：城市污染场地调查及风险评估越来越受到政府、科研人员、环境保护协会、环境科学从业者的重视，如何圈定污染源、确定土壤和地下水的污染程度和范围，已经成为环境科学工作者研究的重要课题。
实用物探技术的探地雷达（GPR）在污染物分布探测领域可以发挥重要作用。
关键词：GPR；场地调查及风险评估；有机物污染；重质非水相流体（DNAPL）中图分类号：X5 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）33-0109-0002自改革开放以来，我国的社会经济发展不断提升，而随之带动的是城市产业迁移步伐进程的加快。
但是，由于部分工业企业负责人未形成保护环境的理念，导致其企业在倒闭或是搬迁的过程中，各类场地污染问题层出不穷，且日趋严重。
如果不能对土壤污染原因、污染程度等进行科学地调查，不能对污染场地进行准确的风险评估，则会对附近居民的生命健康造成威胁，因而，对污染场地进行调查及风险评估，具有极其重要的现实意义。
场地即某一地块范围内的土壤、地下水、地表水以及地块内所有构筑物、设施和生物的总和。
污染场地即对潜在污染场地进行调查和风险评估后，确认污染危害超过人体健康或生态环境可接受水平的场地，又称污染地块。
一、探地雷达技术国内外研究现状探地雷达（ground penetrating radar ，简称GPR）是一种通过高频脉冲利用电磁反射原理来识别近地表介质分布规律的探测技术。
当介质的电磁特性发生变化时，部分电磁脉冲能量会发生反射、折射或散射从而接收天线记录。
通过反射波的波形、振幅、反射时间等其他特性来判别不同介质的位置和性质。
谭绍泉（2003）利用胜利某基岩区钻探取心井资料及实测线上的GPR 资料进行对比验证，指出GPR 技术工作效率高，在现场可以进行初步的处理，达到实时监测，GPR 能快速指出潜水面的深度和表层的地质结构，帮助选准激发岩性和激发深度，改善地震勘探野外资料的采集质量。
国内外道路无损检测技术概述
交 通 出版 社 ，０ ３ ２０．
成车辙病害 ，ＭＡ高温稳定性能不能体现 。６ 施工 中注意油斑的 ［ ］ 沈金 安． 性 沥青 与 Ｓ Ｓ ） ２ 改 ＭＡ路 面［ ． Ｍ］ 北京 ： 民 交通 出版 人 形成 ， 摊铺 中出现的油 斑应及 时铲除并 用 热料填 补 ， 碾压 中出现 的油斑 ， 应及 时在 油斑 区域撒机制砂 。
第３ ６卷 第 ３ ３期
・
２ ７８ ・
２０ １ 年 １１月 ０
山 西 建 筑
Ｓ ＮＸＩ ＡＲＣ Ｔ Ｃ ＵＲＥ ＨＡ ＨＩ Ｅ Ｔ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ３ １３ ． ３ ＮＯ ２ ０ Ｖ． ０１
文 章 编 号 ：０９ ６ ２ ２ １ ３ —２ ８０ １０ —８５（００】３０ ７ —２
中 图分 类 号 ：４ ６ ０ Ｕ １ ．６ 文 献 标 识 码 ： Ａ
目前 ， 应用在道路 工程 中的无损 检测 技术 和设备 主要有 ： 线
链条拖拉试验是在桥面板和混凝 土路 面上拖拉 链条 ， 根据其
性极化技术 ， 电池 电位计 ， 半 链条 拖拉试验 ， 冲击反 射法 ， 声法 ， 发出的声音判断内部混凝 土是否 已经分层或剥离 ， 为混 凝土分 超 因
频谱 图上凸出的峰就是 应力波 在结构 表 面与底 面及 缺 陷间来 回 反射形成 的。根据最高峰 的频率值可计算 出结构厚 度 ， 根据其他
频率峰可判 断有无缺 陷及其深度 … 。 该方法 系单 面反射 测试 ， 试方 便 、 测 快速 、 直观 ， 且测 一点就 可判断一 点。应用也较为广泛 ， 可用于各类土木 工程 的混凝土 和
第二讲 国内外地质雷达技术发展状况
第二讲国内外地质雷达技术发展状况（历史与现状）探地雷达的历史最早可追溯到20世纪初，1904年，德国人Hulsmeyer首次将电磁波信号应用与地下金属体的探测。
1910年Leimback和Lowy以专利形式在1910年的专利，他们用埋设在一组钻孔里的偶极子天线探测地下相对高的导电性质的区域，并正式提出了探地雷达的概念。
1926年Hulsenbeck第一个提出应用脉冲技术确定地下结构的思路，指出只要介电常数发生变化就会在交界面会产生电磁波反射，而且该方法易于实现，优于地震方法[1,2]。
但由于地下介质具有比空气强得多的电磁衰减特性，加之地下介质情况的多样性，电磁波在地下的传播比空气中复杂的多，使得探地雷达技术和应用受到了很多的限制，初期的探测仅限于对波吸收很弱的冰层厚度（1951，B.O.Steenson，1963，S.Evans）和岩石和煤矿的调查（J.C.Cook）等。
随着电子技术的发展，直到70探地雷达技术才重新得到人们的重视，同时美国阿波罗月球表面探测实验的需要，更加速了对探地雷达技术的发展，其发展过程大体可分为三个阶段：第一阶段，称为试验阶段，从20世纪70年代初期到70年代中期，在此期间美国，日本、加拿大等国都在大力研究，英国、德国也相继发表了论文和研究报告，首家生产和销售商用GPR的公司问世，即Rex Morey和Art Drake成立的美国地球物理测量系统公司（GSSI），日本电器设备大学也研制出小功率的基带脉冲雷达系统。
此期间探地雷达的进展主要表现在，人们对地表附近偶极天线的辐射场以及电磁波与各种地质材料相互作用的关系有了深刻的认识，但这些设备的探测精度、地下杂乱回波中目标体的识别、分别率等方面依然存在许多问题。
第二阶段，也称为实用化阶段，从20世纪70年代中后其到80年代，在次期间技术不段发展，美国、日本、加拿大等国相继推出定型的探地雷达系统，在国际市场，主要有美国的地球物理探测设备公司（GSSI）的SIR系统，日本应用地质株式社会（OYO）的YL－R2地质雷达，英国的煤气公司的GP管道公司雷达，在70年代末，加拿大A－Cube公司的Annan和Davis等人于1998年创建了探头及软件公司（SSI），针对SIR系统的局限性以及野外实际探测的具体要求，在系统结构和探测方式上做了重大的改进，大胆采用了微型计算机控制、数字信号处理以及光缆传输高新技术，发展成了EKKO Ground Penetrating Radar 系列产品，简称EKKO GPR系列。
探地雷达最新发展概述
探地雷达最新发展状况概述随着探地雷达应用范围的不断扩大，对探地雷达技术也提出了新的挑战。
它要求探地雷达具有更高的分辨率、更大的穿透深度，提供更丰富的地下信息。
关于天线方面，研制一种高方向性、宽频带、高发射率、体积轻便的天线成为一个重要的课题。
另一方面，如何改进电磁波发射机的技术指标，达到加大辐射能量，增加探测深度的目的也是探地雷达技术面临的一项重要研究内容。
变频天线的出现使雷达系统变得更加轻巧和方便。
它不但具有改变中心频率的能力，而且可发射较低频率的信号。
它可以利用各种频率扫描并进行综合分析，不但可以获得更丰富的地下信息，而且还使薄层的识别成为可能。
它避免了传统雷达系统常需配置多种工作频率的天线从而导致系统重量增加、操作复杂的弊端。
多道雷达系统可以同时对多个天线或天线对进行操作。
每道既可接受相同频率的天线，也可接收不同频率的天线。
而其参数既可单独设置，也可以统一设置。
多道雷达系统克服了单道雷达系统在面积性扫描中的缺陷，并可实现时间倾角扫描叠加技术，使地下目的体高质量三维成像的实现成为可能。
此外，按特定的几何形态排列天线，有可能形成可控制或聚焦的复杂雷达信号，文17给出了线性阵列两种天线间隔对应的辐射极性图的比较，说明天线距越宽，聚焦作用越强。
文20提出了一套新的探地雷达思想，即三维探地雷达系统。
它以多道雷达系统为基础，以大量模型为核心，综合二维横断面信息，最后形成地层三维图像。
这是探地雷达发展的新方向。
就探地雷达数据处理方面而言，除已有的带通滤波、频率波数滤波外，反褶积和偏移技术是当前的两大热门课题。
反褶积是把雷达记录变成反射系数来消除大地干扰和天线瞬变及多次反射，达到提高数据垂直分辨能力的目的。
但是，已有学者指出，由于地下介质的复杂性和噪声影响，反褶积处理的效果较之原始数据并没有多大的提高。
这是因为，对褶积来讲，雷达电磁波的高衰减性和地下介质的频散现象，使得电磁脉冲子波在地下传播时要发生很大的变化，导致子波估计常出现很大的偏差。
进口和国产金属探测器区别
进口和国产地下金属探测仪一、地下金属探测仪品牌排行榜1、美国费舍尔FISHER地下金属探测仪2、泰尼克斯地下金属探测仪3、盖瑞特地下金属探测仪4、德国OKM地下金属探测仪5、怀特地下金属探测仪6、天狼星地下金属探测仪7、土耳其Nokta地下金属探测仪8、MP地下金属探测仪9、觅宝地下金属探测仪10、犬神从榜单中不难看出，美国Fisher金属探测仪基本位于前一、二名的位置。
在低端金属探测仪中，犬神首战告捷。
美国费舍尔获得销量第一。
而美国Teknetics泰尼克斯在这次榜单中，紧随美国Fisher，在全球排名第二的位置。
盖瑞特也表现不俗，名列前三甲。
根据美国最具影响力期刊《纽约日报》报道：美国Fisher费舍尔公司研发出了世界首台地下金属探测仪。
经过近百年的潜心研究，已经成为了世界上最具影响力的品牌。
Fisher金属探测仪使用的是最前沿的技术，一举飙升为消费者最信赖的品牌，深受探宝爱好者喜爱。
是因为它的多功能型、大深度、高灵敏度，在地平衡方面做得也是最好的，能很好的排除矿化反应，一直是其他探测器品牌商模仿的标杆品牌。
美国Teknetics泰尼克斯在中高端产品中表现尚可，其中性价比最高的一款delta 4000多功能探测器，尤其适合组队探宝、户外娱乐等，是中级、初级探宝爱好者的首选。
美国费舍尔金属探测仪最知名的一款型号是PRO-ARC考古专家，这款探测器是美国T2和费舍尔F75的升级版。
Pro-Arc使用导电弧型显示屏，可视不同种类的目标金属，同时，显示屏还具有背光功能，可以在全黑或微光环境下使用，是考古学家、探墓学家的好帮手。
银币大小的探测深度为16英寸（40cm以上），目标越大、导电性越好、埋藏时间越长、土质越好，探测深度越深。
具有静态全金属和动态全金属操作模式、金属判别模式、超深探测模式。
他不但灵敏度超高，而且能可视探测到的什么金属。
具有目标信心度指示功能，对探测经验很少的探宝爱好者来说，经验的积累速度会比以往快好多，更容易上手。
探地雷达的简述及在各领域中的应用
圈 ２探 地 富 达 探 测 剖 面 不 恿 图
２２ 探 地 雷达 天 线 类 型及 其 适 用 范 围 ．
天 线 是 探 地 雷 达 的主 要 工 作 器 件 ，天线 的 频 率 与结 构 形 式 决 定 雷 达 的适 用 范 围 。 天线 类 型 以 发射频率划分 为低频 、 中频 、 高频 。 一 般 １０ＭＨ ０ ｚ 以下 的 天 线 为 低 频 天 线 ，频 率 在 １０ １０ ０ＭＨ ０ ０ ｚ 范 围 内的天 线 称 为 中频 天 线 ， 率 大 于 １００ＭＨ 频 ０ ｚ
测技术 ， 以其快 速 、 续 检 测 、 破 坏 性 等 优 点 ， 连 无 有 着 极 其 广 阔 的应 用 前 景 。 目前 市 场 上 比较 成 熟 的
有美 国 Ｇ Ｓ Ｓ Ｉ的 ＳＲ 系 列 ， 加 拿 大 Ｓ Ｉ的 Ｐ ｌ Ｉ Ｓ ｕｓ ｅ
异越 大 ， 电磁波反射效果越 明显 ， 位于地面上的接 收 天线 在 接 收 到 反射 波 后 ， 接 传 输 到 接 收 机 ， 直 信 号 在接 收机经过 整形 和放大等处 理后 ，经电缆传 输 到雷达主机 ， 经处理后 ， 传输到微机 。在微机 中 对信 号依 照幅度 大小进行 编码 ，并 以伪 彩色电平 图／ 灰色 电平 图或 波 形 堆 积 图 的方 式 显 示 出来 ， 经 事 后处理 ， 可用来判 断地下 目标 的深度 、 大小和方 位 等特 性 参数 。图 １ 电 磁波 反 射 路径 示 意 图 ， 为 图 ２为信 号 经 过 处理 后 的探 地 雷达 探 测 剖 面示 意 图 。
２１ 探 地 雷达 工 作 的 基本 原 理 ． 探 地 雷 达 主要 由控 制 器 、发 射 和接 收 天 线 组 成 。控 制 器 是 雷达 的核 心 部 分 ， 在 计算 机 的基 础 它 上 配合 信 号 发 生 触 发器 、 数转 换 器 共 同组 成 。模 模
论探地雷达现状与发展
论探地雷达现状与发展探地雷达现状与发展：从技术到应用的探索探地雷达（GPR）是一种利用高频电磁波探测地表以下物体特性的技术。
由于其具有无损、高效、准确等优点，GPR技术在考古、环境保护、地质调查、建筑工程等领域得到了广泛应用。
本文将介绍探地雷达的现状、优缺点以及未来的发展方向。
一、探地雷达的现状1、技术特点探地雷达作为一种非侵入性探测方法，具有以下技术特点：（1）高分辨率：GPR可以获得高分辨率的图像，能够准确区分不同性质的目标体。
（2）无损性：GPR不会对探测对象造成损伤，适用于各种材质的探测。
（3）快速性：GPR数据采集速度快，可以实现大面积扫描。
（4）抗干扰能力强：GPR对于环境噪声和其他电磁波干扰具有较强的抗性。
2、应用领域探地雷达在以下领域有广泛应用：（1）考古学：GPR可以用于确定遗址的分布、结构和年代等。
（2）环境保护：GPR可用于探测地下管线、污染源等，为环境治理提供依据。
（3）地质调查：GPR可用于研究地质构造、矿产资源分布等。
（4）建筑工程：GPR可以检测建筑物的地下基础、地下管线等，确保施工安全。
二、探地雷达的优缺点1、优点（1）高分辨率：GPR可以获得高分辨率的图像，能够准确区分不同性质的目标体。
探地雷达是一种利用高频电磁波探测地表以下物体特性的技术，具有无损、高效、准确等优点，在考古、环境保护、地质调查、建筑工程等领域得到了广泛应用（2）无损性：GPR不会对探测对象造成损伤，适用于各种材质的探测。
（3）快速性：GPR数据采集速度快，可以实现大面积扫描。
（4）抗干扰能力强：GPR对于环境噪声和其他电磁波干扰具有较强的抗性。
2、缺点然而，探地雷达也存在一些缺点：（1）对环境和地形要求较高。
由于电磁波的传播特性，GPR在复杂地形和恶劣环境下的探测效果会受到一定影响。
（2）成本相对较高。
探地雷达设备及数据解析成本较高，对于一些需要大面积探测的项目来说，可能会增加额外的成本。
（3）技术门槛较高。
探地雷达方法原理简介
1930～1950：极地探险发现冰的电磁波‘透明性’；
美国人Amory Waite 开发无线电回波测深技术用于南极
冰川厚度测量。
1950～1960：极地冰川探测、冰川冻土研究； 煤及岩盐矿等介质的探测。 1970年代初期：Apollo登月计划,美、加两国联合运
用安装在月球轨道飞行器上的脉冲雷达探测对月表结果 进行探测研究。
Illustration of discrete and continuous measurement with equal spatial sampling interval. The two modes give equivalent results when ground response varies slowly with respect to the sampling interval.
二、发展历史及现状
电磁学发展过程简介：
1785年,库仑研究电荷之间的相互作用； 1786年,伽伐尼发现了电流； 1820年,奥斯特发现了电流的磁效应； 1831年, 法拉第发现电磁感应现象； 1864年, 麦克斯韦总结出了麦克斯韦方程组,提出
了光的电磁理论,并预言了电磁波的存在。 1888年, 赫兹证实了电磁波的存在。
反 射 剖 面 法 探 测 工 作 方 式
反射剖面法
探地雷达数据采集方式
1.反射剖面法
横穿两隧道顶部的探地雷达剖面
探测古河道的探地雷达剖面
2.共中心点 CMP 或宽角反射折射法 WARR
采用共中心点 CMP 法进行速度测量的过程
A CMP Radar record
3.透射法
连续测量与离散测量 连续采样概念
探地雷达方法的基本特点
探地雷达方法原理简介
国内外路用探地雷达性能概述
国内外路用探地雷达性能概述摘要：本文调研了国内外主要道路用探地雷达（gpr）生产厂家及其检测能力，提出适宜路用雷达天线中心频率范围，为工程和研究人员合理选用探地雷达的提供参考。
关键词：道路工程探地雷达（gpr）天线性能1 概述探地雷达（gpr）检测路面和桥面板，可给出定性、定量的结果，用于快速、可靠的评定路面、桥面状况，是一种非常经济、高效的检测手段。
随着科学技术的进步，特别是分析处理软件的进一步开发和完善，雷达必将在公路快速检测中应用越来越广。
2 astm和aashto雷达标准简介由于国内目前尚没有专用的雷达路面桥面检测标准规范。
大多依赖厂家的软件、资料和参照美国astm 和aashto等测试方法和标准。
1）astm d4748—98《使用短脉冲雷达测定组合路面层厚度测试方法标准》(standard test method for determining the thickness of bound pavement layers using short—pulse radar)。
本规程包括使用短脉冲雷达进行组合路面层厚度无损检测。
本方法的精确度和适应性取决于雷达系统的穿透性、分辨率和介电常数。
2) astm d6097—97el《使用地面探测雷达评定沥青铺层混凝土桥面板测试方法标准》，本规程包括可用于评定铺有沥青混凝土磨耗层的混凝土桥面板状况的步骤，尤其是判断是否存在剥离。
最严重的损坏是由内部钢筋的锈蚀引起的。
3）astm 06432—99 《使用地表面探测雷达方法进行地下勘探标准指南》(standard guide for using the surface ground penetrating radar method for subsurface investigation)，本指南是脉冲雷达方法的概述，而不是理论、测试步骤和数据解释的详细资料，限于地表面雷达探测的一般用途。
4）aashto tp36《使用脉冲雷达评定沥青加铺层混凝土桥面板测试方法标准》(standard test method for evalutingasphalt-coverd concrete bridge decks using pulse radar)，本标准基于shrp成果2015，内容基本与astm6087相同。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
国内探地雷达与国外的差别
随着世界经济建设和材料科学的发展，对地下非金属类目标探测技术的需求变得愈来愈迫切，六十年代末期得到发展的时域电磁场理论和相关的电子技术，进一步推动了毫微秒脉冲地下目标探测设备—探地雷达（GPR）的研制和应用。
现在，国内外兴起了利用探地雷达进行地下目标无损探测的研究和应用热潮，探地雷达在城建、交通、地质、考古、国防等部门中扮演着越来越重要的角色。
在军方及地质与勘探部门的持续支持下，中国电波传播研究所在地下目标高分辨率探测领域，已开展十余年的研究工作,目前已经研制成功LTD系列多种型号的探地雷达产品,其中全数字化LTD-10一体化探地雷达具备携带方便、功能强、性能稳定等特点，既可以用于公路、隧道面层厚度检测，又可以用于地下较深层目标的探测，已广泛应用于军事和民用各领域。
但随着应用范围的不断拓宽，现场对尚处于成长期的探地雷达提出越来越高的技术要求，其中探测深度和分辨率的矛盾显得越来越明显，作者在此抛砖引玉，希望更多的科研院所、学校和现场应用部门加入到无损探测技术研究中来，通力合作，尽快使电磁波传播理论和探地雷达应用技术有大的突破。
工作原理
LTD探地雷达工作时，在雷达主机控制下，脉冲源产生周期性的毫微秒信号，并直接馈给发射天线，经由发射天线耦合到地下的信号在传播路径上遇到非均匀体时，产生反射信号。
位于地面上的接收天线在接收到地下回波后，直接传输到接收机，信号在接收机经过整形和放大等处理后，经电缆传输到雷达主机，经处理后传输到微机。
在微机中对信号依照幅度大小进行编码，并以伪彩色电平图/灰色电平图或波形堆积图的方式显示出来，经事后处理，可用来判断地下目标的深度、大小和方位等特性参数。
系统组成
探地雷达系统主要由LTD-10一体化雷达主机、天线、综合控制电缆、测距轮及其它相关配件和随机附送软件组成。
与国外部分品牌主机设计不同，探地雷达采用工控机和雷达主机一体化设计，与随机附送软件（包括实时采集软件和事后处理软件，两者都是全中文界面）配合，利用键盘或鼠标就可完成数据采集和后处理工作。
其中，实时采集软件为用户提供分别在DOS和Windows2000
下开发的两个版本，可以完成参数调试、数据采集、回放和快速输出等功能。
相对DOS版本，Windows版本界面直观，操作方便，时窗、信号位置等参数可由计算机自动设置，同时可调用机内存储参数文件完成参数调试工作。
机内附送的事后处理软件在Windows2000系统下开发，具备道（剖面）编辑、数据处理（方法包括背景消除、滤波去噪、反褶积、希尔伯特变换和奇异性分析等）、层位追踪、异常标定、工程评价和回放输出打印等功能。
欢迎广大同行加入到我们探测仪器经验交流的QQ群：2411102，大家共同探讨探测心得、经验。
诚招二级经销商及业务个人，了解迪升汉办及英国雷迪具体情况请登入期待与您合作！英国雷迪免费订购热线：400-600-0496。