瑞典地质雷达验证方法
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
瑞典MALAMIRA三维探地雷达系统配套RTK设备测量与放样操作的指南v2版
瑞典MALA MIRA三维探地雷达系统配套RTK设备测量及放样操作指南(华星A10)v2版20170330一、准备工作：MIRA三维探地雷达系统及RTK设备均已安装、连接到位，开机预热；十字校准标放置到位：二、RTK基准站及移动站新建项目、工作模式设置调试：1、打开iHand20手薄，点击app按键进入项目菜单2、进入项目信息菜单3、新建项目信息名称，然后点击确定，会自动转换到系统界面，4、在系统界面，坐标系统选择“BJ54”5、中央子午线可以点击十字标自动计算，也可以手动计算更改中央子午线（中央子午线=当地经度的整数÷6，然后整数部分＋1，再将所得结果×6后减去3，百度可查）保存点击确认后更新参数至对应投影列表，按返回键。
6、连接并设置基准站的工作模式 连接●平滑计算●计算完后，拍照保留基准站的经纬度及高程坐标设置完成后切换至移动站设置移动站设置完成后，基准站和移动站上的通讯指示灯(中间)会一秒钟闪烁一次红灯，代表通讯正常。
三、MIRA三维探地雷达系统进行数据采集：四、利用RTK移动站测量五个十字校准标的精确经纬度，并换算为格网座标：1、在测量项目里选择“碎步测量”2、测量出第一个“十字校准标”的经纬度，保存名字为“pt1”3、进行格网座标定义的参数计算添加“pt1”点的经纬度进行计算计算类型选择为“三参数”进行计算，计算完成后，点击“应用”4、继续对剩下的四个十字校准标“pt2-pt5”进行测量并保存测试量值，这时可以用格网座标测量，保存值有格网座标和经纬度坐标中间几个校准点测量的图片省略~~~~5、查看存储的五个十字校准标的格网座标及经纬度坐标五、根据rSlicer三维成像软件上缺陷位置得到的格网座标，在手簿上计算得到换算的经纬度：1、根据缺陷格网座标在手簿上添加放样点●点击“→”图标进入放样点添加界面●如图所示进行放样点添加●第一个放样点添加成功，按同样的方法可以添加后续的放样点2、到工具项目里选择“坐标换算”将已添加的放样点换算为经纬度●按图片标示进行参数选择和添加放样点●选择完毕后选择“反算”进行换算●拍照或手动记录下放样点的经纬度(或加上高程)值，因为只有在现场用移动站定出放样点并测量出经纬度后才能保存放样点的经纬度。
iData_地质雷达及其应用实例_茹瑞典
山西等地也进行过，其特点同图6的例子一致.
例4矿区地质调查
为调查京西矿某地段灰岩分布情况，进行了地
质雷达探测工作。图7-1是地质雷达的探测结果
—时间剖面。图7-2是根据地质雷达时间剖面解
褶积、叠加等。或者可将地质雷达数据转换成地震处
理格式,用地震处理软件进行处理,这样使处理方法
更丰富,能取得更好的效果.在数据处理方面没有更
新的内容,这里不再详述。
2地质雷达的应用
地质雷达应用从1960年(J.e.eook)矿井中
试验开始至今,应用范围越来越广泛.从探测时电磁勘察科学技术
地质调查工作，可取得较好的地质效果;如果有钻探
工作进行配合，也可进行岩性解释。
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磁波(电磁射冲),当波前遇到目标体或其他介质的
界面时返回地面;测量信号返回地面的时间,井根据
接收天线与发射天线的位置来计算目标体的位里和
深度.我们可用图1(地质雷达工作原理示意图)加
以说明.图中T为发射夭线,R为接收天线,两者间
距为x.H为反射点的埋深.波从T出发,按几何光
作者简介:茹瑞典.男,55岁,高级工程师,从事地球物理
勘察科学技术1995年第2期
地质雷达及其应用实例
茄瑞典
煤炭科学院北京开采研究所北京市10007
提要本文简要介绍了地质雷达的原理以及目前的应用发展状况,并通过不同类型的工穆实例说明地
雷达识别实验的操作步骤与注意事项
雷达识别实验的操作步骤与注意事项雷达是一种利用电磁波进行感测和测距的设备，广泛应用于航空、军事、气象等领域。
为了更好地了解雷达的原理和操作步骤，进行一次雷达识别实验是非常必要的。
在本文中，我将介绍雷达识别实验的操作步骤与注意事项。
1. 实验准备在进行雷达识别实验之前，首先需要准备相应的设备和材料。
包括雷达设备、电源、天线、测试目标等。
确保这些设备均处于正常工作状态，以免影响实验结果。
2. 设置雷达参数在实验开始之前，可以根据实验需求设置雷达的相关参数。
这些参数包括发射频率、接收增益、脉冲宽度等。
通过对这些参数的调整，可以获得更精确的雷达信号和目标识别效果。
3. 选择合适的实验区域在进行雷达识别实验时，选择合适的实验区域非常重要。
这个区域应尽量避免有高建筑物、树木等对雷达信号传播的干扰。
同时，也要注意避开人群和其他电子设备，以确保实验的安全性和可靠性。
4. 开始实验当一切准备就绪后，可以开始进行雷达识别实验了。
按照设定的参数，将雷达设备开启，并将天线指向所选的实验目标区域。
在发射电磁波后，观察并记录接收到的信号强度和反射图像。
5. 数据处理与分析实验完成后，我们需要对采集到的数据进行处理和分析。
首先，可以通过计算信号的到达时间差来确定目标的距离。
然后，根据接收到的信号强度，可以推断目标的大小和材质等信息。
最后，可以绘制雷达图像，以直观地展示目标的位置和特征。
在进行雷达识别实验时，还需要注意以下事项。
1. 安全第一雷达设备具有一定的辐射能力，因此在操作时需要注意安全。
不要将雷达直接对准人体，以免造成伤害。
同时，也要确保设备的电源接地正常，避免发生电击事故。
2. 避免干扰近场的其他电子设备可能会对雷达信号产生干扰，影响实验的结果准确性。
因此，在选择实验区域时要避开这些干扰源，并保持实验环境的相对安静。
3. 合理设置参数实验中的雷达参数设置直接影响到识别效果。
对于不同的实验需求，应根据实际情况合理调整这些参数，以获取更好的观测结果。
瑞典地质雷达验证方法
瑞典地质雷达验证方法本方法适用于新购、使用中以及检修后的地质雷达仪器的效验，目的是检查仪器是否处于正常工作状态，测试精度是否满足要求。
一、验证方法1外观检查。
2使用高频天线实测空气电磁波速度值与空气电磁波速度标准值对比。
3使用低频天线实测空气电磁波速度值与空气电磁波速度标准值对比。
二、仪器组成主机、笔记本电脑、 100MHz 、 800MHz 屏蔽天线。
三、技术要求1外观应清洁无损伤，仪器各部件能正常连通工作。
2使用高频天线实测空气电磁波速度值 Cc1与空气电磁波速度标准值 Co 之间的相对误差值β 1≤± 5%。
3使用低频天线实测空气电磁波速度值 Cc2与空气电磁波速度标准值 Co 之间的相对误差值β 2≤± 5%。
四、验证流程1连接地质雷达仪器各部件，开机检查各部件是否工作正常。
2使用高频天线实测空气电磁波速度值与空气电磁波速度标准值对比2.1 选择一处空旷的地方，其周围一定范围内应无金属导线、块体等良导体类物质，选一较平整的地面水平放置一块面积为0.5m×0.5m、厚度为5cm 的正方形金属铁板。
2.2 在金属铁板中心正上方d1=20cm 距离处水平架放800MHz 屏蔽天线。
2.3 观测并记录电磁波通过空气遇金属铁板后反射的雷达波形图。
2.4 由原始记录的雷达波形图，读取金属铁板反射的双程历时 t1，进而计算空气电磁波传播速度 Cc1，见下式 (1)。
Cc1=2×d1/t1(1)2.5 根据空气电磁波速度标准值（Co=0.3m/ns），按下式（ 2）计算使用高频天线实测空气电磁波速度值Cc1与空气电磁波速度标准值Co 之间的相对误差值β1。
β = (Cc -Co)/ Co× 100%(2) 112.6 若β 1≤± 5%，即认为合格，反之则认为不合格。
3使用低频天实测空气电磁波速度值与空气电磁波速度标准值对比3.1 选择一处空旷的地方，其周围一定范围内应无金属导线、块体等良导体类物质，选一较平整的地面水平放置一块面积为2m×2m、厚度为 5cm 的正方形金属铁板。
地质雷达原理及应用
• n=∞
T(t) = a0 + ∑ ancos(n2t * f + άn)
•
n=1
= c/f
带宽的定义：
带宽 B : fh – fl, - 10dB 为极限值
中心频率, fc = fl + fh – fl
2
B
分数带宽:
通常用%表示
fc
脉冲宽度, W = 1 B
带宽和中心频率决定了探测的效果
下面的例子可以看出带宽的重要性 带宽低的雷达图像被称为“烟圈（震荡）”
雷达的分辨率：
注意：雷达天线是宽频的，它有各种频率成分，因此用800兆天线达到2.1厘米的 分辨率是可能的！不要过分拘泥于理论细节，电磁波太复杂！
四、电磁波速度的确定
当有反射体存在时，雷达只记录电磁波走的时间。为了准确了解反射体的埋深，我们 必须知道电磁波在该介质中的传播速度。
确定电磁波速度有以下方法: 1. 使用标准速度 2. 通过已知深度的目标体进行校正 3. 双曲线拟合 4. 偏移处理 5. 共中心点探测 6. 实验室方法
?
Length [m]
Depth [m]
GPR工作方法 – 层析成像 (钻孔雷达)
二、地下介质的电特性
电特性
• 要探测的介质的电特性, 决定雷达方法是否适用。 • 在用雷达进行地质勘探时, 水是决定电特性的最主要的因素。
• 电导率 (穿透深度…)
• 相对介电常数 (对比度, 信号速度, “足印”…)
振幅时间窗 Δt来自[t][t]原始信号 采集后复制的信号
时间窗 = 样点数 * Δt
1
Δt
采样周期
采样频率 =
Δt
为什么雷达不是实时采样?
地质雷达校验方法
地质雷达校验方法
1、概述
地质雷达用于检测衬砌厚度、衬砌背后的回填密实度和衬砌内部钢架、钢筋等分布，及超前地质预报。
2、技术要求
1.信号迭加次数可选择；
2.具有点测与连续测量功能；
3.具有手动或自动位置标记功能；
4.系统增益不低于150dB；
5.信噪比不低于60 dB；
6.目测仪器的外观是否完好；
7.最大探测深度应大于2m。
3、方法
目测仪器的外观是否完好，是影响测量结果。
选定一个场地，用地质雷达测出其厚度。
4、比对
用由计量机构检定的钢卷尺在与地质雷达相同的部位测量出其厚度，与地质雷达测出的厚度相对比，其误差允许±2cm。
5、校验仪器
钢卷尺5m。
6、校验结果的处理及判定
以比对的结果不超过误差值为合格。
7、校验周期
校验周期为二年。
8、附录
地质雷达比对校验方法记录。
9、校验方法及依据
《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10223-2004。
校验结论：
校验员核验员
校验日期：年月日有效日期：年月日
校验用设备：钢卷尺仪器编号：
校验周期：2年
地质雷达记录。
地质雷达校验方法
地质雷达校验方法
1、概述
地质雷达用于检测衬砌厚度、衬砌背后的回填密实度和衬砌内部钢架、钢筋等分布，及超前地质预报。
2、技术要求
1•信号迭加次数可选择；
2. 具有点测与连续测量功能；
3. 具有手动或自动位置标记功能；
4. 系统增益不低于150dB;
5. 信噪比不低于60 dB ；
6. 目测仪器的外观是否完好；
7. 最大探测深度应大于2m
3、方法
目测仪器的外观是否完好，是影响测量结果。
选定一个场地，用地质雷达测出其厚度。
4、比对
用由计量机构检定的钢卷尺在与地质雷达相同的部位测量出其厚度，与地质
雷达测出的厚度相对比，其误差允许土2cm
5、校验仪器
钢卷尺5m
&校验结果的处理及判定
以比对的结果不超过误差值为合格。
7、校验周期
校验周期为二年。
8、附录
地质雷达比对校验方法记录。
9、校验方法及依据
《铁路隧道衬砌质量无损检测规程》TB10223-2004
一、外观
是否完好
二、、比对
实测数据(cm) 误差(cm) 结果地质雷达
钢卷尺
项目校验数据结果校验结论:
校验员
校验日期：年月日
校验用设备：钢卷尺
校验周期：2年核验员
有效日期：年月日仪器编号：
地质雷达记录。
地质雷达技术讲解
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数据采集记录表
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数据采集记录表
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仪器操作
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仪器操作
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仪器操作
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仪器操作
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仪器操作
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数据处理 雷达波在地下的传播过程中各种噪声和杂波的干扰非常严 重，正确识别各种杂波与噪声、提取其有用信息是探地雷 达记录解释的重要的环节，其关键技术是对地质雷达记录 进行各种数据处理。电磁波的传播形式与地震波十分相似，
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静校正/移动开始时间 二维滤波/抽取平均道 偏移/时深转换 图像显示和解释
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报告编写 1. 委托方名称，工程名称、地点，建设单位、勘察单位、 设计单位、监理单位和施工单位，设计要求，检测目的， 检测依据，检测日期； 2.检测原理及方法； 3.检测里程汇总；
4.问题缺陷汇总表；
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地质雷达应用领域
市政设施及管线探测
地质与环境探测
铁路工程探测
公路探测
考古探测
建筑结构、桥梁、隧道检测 军事安全探测
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隧道检测
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隧道检测 隧道探测要解决的主要问题
隧道衬砌厚度检查
隧道内部结构物检查—钢筋、钢拱架等 隧道衬砌混凝土质量检查 隧道衬砌混凝土密实度检查 隧道衬砌防水板检查
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检测图像解释 混凝土不密实（衬砌界面的强反射信号同相轴呈绕射弧 形，且不连续较分散）
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检测图像解释 衬砌厚度变化
瑞典MALA探地雷达在管线探测中的应用
瑞典MALA探地雷达在管线探测中的应用汤博【摘要】Swedish MALA ground penetrating radar (GPR) is applied in this article has carried on the research of under-ground pipeline detection. According to the material of underground pipeline and the surrounding medium and the different choices of different embedding depth, different frequencies of the antenna at the same time set up necessary working param-eters, the different types of underground pipeline detection, and the anomaly characteristics of the engineering examples of typical pipeline are analyzed.%应用瑞典MALA探地雷达进行了地下管线探测的研究。
根据地下管线的材质、周围介质及埋设深度的不同选择，不同频率的天线同时设置必要的工作参数，对不同类型的地下管线进行了探测，并对工程实例中典型的管线异常特征进行了分析。
【期刊名称】《水科学与工程技术》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】2页(P95-96)【关键词】MALA;探地雷达;管线探测【作者】汤博【作者单位】河北省水利水电勘测设计研究院，天津 300250【正文语种】中文【中图分类】P624探地雷达（Ground Penetrating Radar，简称CPR）是利用超高频（106～109Hz）脉冲电磁波探测地下介质分布的一种地球物理勘探方法。
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瑞典地质雷达验证方法
本方法适用于新购、使用中以及检修后的地质雷达仪器的效验，目的是检查仪器是否处于正常工作状态，测试精度是否满足要求。
一、验证方法
1 外观检查。
2 使用高频天线实测空气电磁波速度值与空气电磁波速度标准值对比。
3 使用低频天线实测空气电磁波速度值与空气电磁波速度标准值对比。
二、仪器组成
主机、笔记本电脑、100MHz、800MHz屏蔽天线。
三、技术要求
1 外观应清洁无损伤，仪器各部件能正常连通工作。
2 使用高频天线实测空气电磁波速度值Cc1与空气电磁波速度标准值Co之间的相对误差值β1≤±5%。
3 使用低频天线实测空气电磁波速度值Cc2与空气电磁波速度标准值Co之间的相对误差值β2≤±5%。
四、验证流程
1 连接地质雷达仪器各部件，开机检查各部件是否工作正常。
2 使用高频天线实测空气电磁波速度值与空气电磁波速度标准值对比
2.1 选择一处空旷的地方，其周围一定范围内应无金属导线、块体等良导体类物质，选一较平整的地面水平放置一块面积为0.5m×0.5m、厚度为5cm的正方形金属铁板。
2.2 在金属铁板中心正上方d1=20cm距离处水平架放800MHz屏蔽天线。
2.3 观测并记录电磁波通过空气遇金属铁板后反射的雷达波形图。
2.4 由原始记录的雷达波形图，读取金属铁板反射的双程历时t1，进而计算
空气电磁波传播速度Cc1，见下式(1)。
Cc1=2×d1/t1(1)
2.5根据空气电磁波速度标准值（Co=0.3m/ns），按下式（2）计算使用高频天线实测空气电磁波速度值Cc1与空气电磁波速度标准值Co之间的相对误差值
β1。
β1= (Cc1-Co)/ Co×100% (2)
2.6 若β1≤±5%，即认为合格，反之则认为不合格。
3 使用低频天实测空气电磁波速度值与空气电磁波速度标准值对比
3.1 选择一处空旷的地方，其周围一定范围内应无金属导线、块体等良导体类物质，选一较平整的地面水平放置一块面积为2m×2m、厚度为5cm的正方形金属铁板。
3.2 在金属铁板中心正上方d2=3m距离处水平架放100MHz屏蔽天线。
3.3 观测并记录电磁波通过空气遇金属铁板后反射的雷达波形图。
3.4 由原始记录的雷达波形图，读取金属铁板反射的双程历时t2，进而计算空气电磁波传播速度Cc2，见下式(3)。
Cc2=2×d2/t2 (3)
3.5 根据空气电磁波速度标准值（Co=0.3m/ns），按下式（4）计算使用低频天线实测空气电磁波速度值Cc2与空气电磁波速度标准值Co之间的相对误差值β2。
β2= (Cc2-Co)/ Co×100% (4)
3.6 若β2≤±5%，即认为合格，反之则认为不合格。
五、验证结果处理
全部满足上述3个技术要求则评定该仪器验证结果为合格。
六、验证周期、记录与证书
验证周期为12个月，或使用前验证。
验证记录格式见下表。
地质雷达验证记录
管理编号：编号：。