雷达探测实例资料
探地雷达探测隧道覆盖层厚度实例
１工程概 况
珠 江 隧 道 位 于 广 州 市 西 南 的 白鹅 潭 以 西 的河 道 上 ， 北起 沙 面 岛西 侧 的沙 基 涌 ＇ ， 口 南 至 芳 村 区上 涌 口 ， 广 州 市 地 铁 一 号 线 是 由芳 村 区 进 入 中 心 区 的 重要 通 道 （ １ 。 图 ） 隧 址处的江面宽约４ ０ ， 下面是红砂岩 。 ５米 其 全 隧 道 由北 岸 黄 沙 段 、 中段 以 及 南 岸 芳 河 村 段三 部 分 组成 。 中 段宽 ３ 米 ， ８ ， 河 ３ 高 米 内 部 为 两孔 机 动 车 道 孔 ， 孔 地铁 孔 ， 一 另一 专
５ ６ ５ １ ３） ０
文章编号 ； ６ ２ ３ ９ （ ０ ８ １ （） ０ １ — ２ １ ７ — ７ １２ ０ ） ２ａ 一 ０ ０ ０
地质雷达（ ｒｕ ｄ Ｐｎ ｔａｉｇ Ｒ ｄ ｒ Ｇ ｏｎ ｅｅｒｔ ａａ ， ｎ 简称 ＧＰＲ） 是利 用 电磁 波 在地 下 介 质中 的 传 播 和 反射 、折 射 原理 来 探 测 地 下 介 质分 布的无损探测设备 。 它 利 用 主 频 为 数 十 兆赫 至 千 兆赫 波 段 的 电磁波 ， 以宽 频带 短脉 冲 的 形式 ， 过 天 通 线 发 射 器 发送 至 地 下 ，经 地 下 目的 体 或 地 层 的 界 面 反 射后 返 回地 面 ，被 雷 达 天 线 接 受 器 所 接 受 ， 过 对 所 接 受 的 雷 达 信 号 进 通 行 数 字 处 理 和 图像 解释 ，达 到 探 测地 下 目 的 体 的 目的 。
（
一
） ：
采 用 沉管 法 施 工 ； 岸 黄沙 段 长 ６ ．米 ， 北 １ １ 包
括 ２ ５ 的暗埋 段 ， 岸芳 村 段长 ４ ７ 其 ８． 米 南 ２ ｍ， 中２ ５． ｍ暗 埋 段 （ ） ３ ５ 图２ 。
探地雷达探测地裂缝的几个实例
探地雷达探测地裂缝的几个实例李远强【摘要】由于地裂缝的形成原因多样,宽度小,展布特征特殊,采用探地雷达进行地裂缝探测,一般很难达到良好的探测效果.通过探地雷达在地下采空、活动断裂、地下水超采等3种不同原因产生的地裂缝上进行探测并取得较好波形图像的实例,介绍了从天线配置、测线布置到资料处理、图像解释等工作流程,总结了不同成因类型地裂缝的探地雷达波形特征.通过实地探孔、探槽验证,说明探地雷达法探测结果准确,探测结果准确反映了地裂缝深部的发育状况和发现新的地裂缝,对分析地裂缝的成因和机理提供了科学依据.%As ground fissures are characterized by varied geneses, small width and special distribution, the utilization of Ground Penetrating Radar ( GPR) for ground fissure exploration can hardly attain ideal exploration result. Exemplified by relatively good waveform images obtained in GPR exploration of ground fissures of three different geneses ( underground mining-out, active faults and groundwa-ter over-exploitation) , this paper describes the working procedure from antenna arrangement, survey line deployment to data processing and image interpretation, and sums up GPR waveform characteristics of ground fissures of different genetic types. Drilling and trench verification shows that the exploration results of GPR are accurate. The GPR exploration can accurately reflect the development situation of ground fissures in depth and detect new ground fissures, thus providing scientific basis for analyzing the genesis and mechanism of the ground fissure.【期刊名称】《物探与化探》【年(卷),期】2012(036)004【总页数】4页(P651-654)【关键词】地裂缝;探地雷达;波形特征;活动断裂【作者】李远强【作者单位】北京市地质研究所,北京 100120【正文语种】中文【中图分类】P631地面裂缝简称地裂缝，是地表岩层、土体在自然因素或人为因素作用下，产生地层开裂，并在地面形成一定长度和宽度的裂缝的一种宏观地表破坏现象。
探地雷达培训课件
数据处理与图像解析
数据处理
对接收到的原始数据进行滤波、放大 、去噪等处理，以提取有用的信息。
图像解析
将处理后的数据转换为可视化的图像 ，以便于分析和解释。
03
探地雷达设备与操作
探地雷达的硬件组成
发射器
产生高频电磁波并发送到地下。
接收器
接收反射回来的电磁波。
控制器
控制发射器和接收器的操作，以及数据处理和显 示。
地下管线探测
探地雷达可以准确探测地下管线位置和深度，为城市规划和管线维护提供重要信 息。
探地雷达在环境监测中的应用
土壤污染监测
探地雷达可以检测土壤中的污染物分布和深度，评估环境污染程度和影响，为污染治理提供依据。
地下水污染监测
利用探地雷达可监测地下水水位、流动方向和速度，同时可检测地下水中的污染物种类和浓度，为水 资源保护和水污染治理提供科学数据。
提高测量精度的方法
采用高频率电磁波
高频率电磁波具有更高的穿透力 和分辨率，能够提高测量精度。
优化接收器设计
通过改进接收器的设计，提高其 灵敏度和选择性，能够更好地接
收信号，降低误差。
采取抗干扰措施
采用屏蔽、滤波等技术，减少周 围环境对测量过程的干扰，提高
测量精度。
探地雷达的性能优化
优化软件算法
通过改进软件算法，提高数据处理速度和准确性，能够提高探地 雷达的性能。
振幅测量法
通过测量反射回来的电磁 波振幅来推断物体的性质 。
相位测量法
通过测量反射回来的电磁 波相位来推断物体的性质 。
04
探地雷达应用实例
探地雷达在考古领域的应用
考古探测
利用探地雷达的高分辨率和穿透能力，考古学家可以探测地下文物和遗址，了 解古代文明的历史和文化。
4-4隧道雷实例灯片。
七、砼层裂缝
云南航天质量无损检测站
隧道衬砌结构雷达检测实例
砼层裂缝实例
某隧道在加固处理拱顶空洞病害 泵送混凝土过程中，因压力过大造成 衬砌结构开裂。为了解裂缝纵深发展 程度，使用雷达技术对纵向开裂主裂 缝进行了检测。 从雷达图象上解译分析，可反映 出衬砌裂缝的明显特征：原衬砌层上 半部分因环氧树脂填堵，裂缝已被弥 合；而下半部分由于环氧树脂填堵不 到位，裂缝特征还很明显，主要表现 为雷达波的相位不连续。 原衬砌层中部的强反射界面，是 因环氧树脂隔水作用而形成的相对富 含水层。
K229无损检测站
隧道衬砌结构雷达检测实例
隧道衬砌层内空洞实例之一
云南航天质量无损检测站
隧道衬砌结构雷达检测实例
隧道衬砌层内空洞实例之二
采用泵送混凝土模筑工艺 拱顶施工接缝处易出现三角形空洞
云南航天质量无损检测站
隧道衬砌结构雷达检测实例
衬砌砼层间大面积空洞实例之一
八、溶
洞
云南航天质量无损检测站
隧道衬砌结构雷达检测实例
喷水口
隧道开挖溶洞突水
云南航天质量无损检测站
隧道衬砌结构雷达检测实例
典型溶洞雷达图象
介质的含水量变化与介电常数值成正比， 其衰减系数亦随着介电常数的增加而减小。
灰 岩
溶 洞
云南航天质量无损检测站
隧道衬砌结构雷达检测实例
九、围岩破碎富水裂隙发育
隧道衬砌结构雷达检测实例
典型空洞雷达图象
云南航天质量无损检测站
隧道衬砌结构雷达检测实例
开挖验证结果
K290+735 K290+740 K290+745
破孔位置
ª ¿ ¿ ×À ï ³ Ì è ¼ É Æ ¶ þ ´ Î ³ Ä Æ ö º ñ ¶ È ª ¿ ¿ ׶ þ ´ Î ³ Ä Æ ö º ñ ¶ È É ¼ ¿ û Í Ñ ¿ Õ Á ¿
2024年度嫦娥三号、四号上的探月神器探地雷达
多频段、多极化探地雷达
未来探地雷达将向多频段、多极化方向发展，以提高对不同类型 月壤和岩石的探测能力。
智能化数据处理与解释
借助人工智能和大数据技术，实现探地雷达数据的自动化处理和解 释，提高数据处理效率和准确性。
与其他探测手段的融合
探地雷达将与光学、红外等其他探测手段相结合，形成多源信息融 合的综合探测体系，提高月球探测的整体效果。
2024/3/23
5
探月科学研究价值
01
月球地质学研究
通过探地雷达对月壤和月岩的探测，可以揭示月球内部的地质构造和岩
石圈层结构，为了解月球的形成和演化提供重要依据。
02
月球资源调查
月球上蕴藏着丰富的氦-3等资源，通过探地雷达的探测，可以评估月球
资源的分布和储量，为未来的月球资源开发打下基础。
2024/3/23
月球表面的极端低温和真空环境对电子设备的稳定性和可 靠性提出了极高要求。需要采用特殊材料和工艺，确保雷 达在极端环境下的正常工作。
能源供应问题
月球表面的太阳能资源有限，需要高效、可靠的能源供应 方案。可以通过优化能源管理系统、提高太阳能电池板的 效率等方式解决。
25
未来发展趋势预测
2024/3/23
8
电磁波传播原理
电磁波的产生
探地雷达通过发射天线向地下发 射高频电磁波，这些电磁波遇到 不同电性介质界面时会发生反射
、折射和散射。
电磁波的传播
电磁波在地下介质中传播，其传 播速度、幅度和相位等参数会受
到介质电性参数的影响。
电磁波的接收
接收天线接收反射回来的电磁波 ，经过信号处理和分析，可以得 到地下介质的结构和物性信息。
26
对未来月球探测任务的建议
雷达技术及工程应用实例
雷达外业检测方法
1、测线布置
雷达测量之前要建立测区坐标，并布置测线，根据坐标确定测量 剖面的平面位置。测线的布置要点是： 1、被测目标是一维体，如管线等，测线应彼此平行并垂直于管 线长轴，如果管线方向未知，则应采用方格网。 2、被测目标是二维体，如基岩面等，测线应按网格状布置，并 垂直于基岩面的走向 3、根据被测目标水平尺度及要求的水平分辨率确定测线间距， 测线间距应小于或等于目标尺度与分辨率，以防目标漏判。 4、可以先用大尺度网格初查以确定目标体的范围，再用小网格 详查，网格的大小等于目标体的尺度。
工程雷达工程实例
4 、城市路面地下管线雷达图像 下图是城市路面地下管线探测的雷达图像，显示出不同材质、 不同用途管线的图像特征。管道材质不同，反射波强弱不同，彩 色雷达图像中管道反射波的颜色亦不同。（下图为美国雷达所做）
工程雷达工程实例
5、公路路面结构检测 公路路面结构检测的主要内容是路面分层厚度的检测，包括垫层、 基层和面层。一般简易路面厚10-20cm，高等级公路路面厚20-30cm。 下图为KON-LD雷达在内蒙某地所做的公路结构层厚度检测的图像，可 以看到电磁波在各个层位的反射信号较强，各界面清楚可见。
1、道路检测 公路路面、机场跑道的分层厚度、路基病害检测，地基脱空、回 填欠实、地下水渗漏等 2、隧道检测 隧道衬砌厚度、围岩扰动、脱空与空洞等
3、桥梁结构检测 4、混凝土结构检测 混凝土结构中钢筋、电缆等位置分布检测，楼板厚度、衬砌厚度 检测，混凝土结构与衬底之间缝隙带、渗水区域检测，建筑结构探伤 孔洞、疏松、裂缝、剥离层等缺陷的位置与范围。 5、探查地下管网 如水管、电力管线、输气管线、热力管线等金属、非金属管线的 分布
工 程 雷 达 检 测 技 术
探地雷达考古探测实例--郑州娘娘寨遗址考古探测报告
荥阳娘娘寨遗址 探地雷达检测报告北京博泰克机械有限公司目 录1概述 (3)1.1工程概况 (3)1.2 工作内容 (3)2现场探测 (4)2.1仪器设备 (4)2.2主要采集参数 (5)2.3探测方法原理 (6)3探测结果与分析 (8)3.1资料分析与解释 (8)3.2检测结果 (9)1概述1.1工程概况本次探测主要是对荥阳娘娘寨遗址进行考古探测。
娘娘寨遗址是郑州市文物考古研究院于2004年8月份配合国家重点工程南水北调文物点调查复核时新发现的西周至战国时期的古城址。
郑州市文物考古研究院当时对其进行了试掘，发现该遗址文化层堆积较厚，为1-5米，保存有两周时期夯土城墙。
本次使用探地雷达进行探测主要是为了对以开始挖掘的一个墓穴和基本探明的墓穴进行探测，主要是为了能够确定墓穴的范围和其中的部分藏品。
1.2 工作内容根据任务要求，于2009年7月1日下午对开始在娘娘寨遗址进行探测，分别对以开挖的一个墓穴和一基本探明的墓穴进行探测。
探测地点：河南省荥阳市娘娘寨遗址探测时间：2009年7月1日探测方：北京博泰克机械有限公司天气情况：晴天2现场探测2.1仪器设备本次检测主要采用了两套设备。
一套做浅层高分辨率探测设备为意大利IDS 公司最新推出的多频天线阵—MF天线阵。
对深层进行探测的设备为意大利IDS 公司生产的RIS K2探地雷达系统，采用的天线为40MHz天线，最大探测深度为20米。
2.1.1 MF天线阵功能介绍•高速主机：目前雷达领域处理速度和采集速度最快的主机，超高的扫描速率满足高速探测。
主机能提供极高的叠加数，对各雷达图的各个深度都能清晰显示、从而使探测深度达到最大•可扩展式配置：系统中的天线数量可以任意添加，用户可根据实际情况设定•多频天线：每个天线模块包含200MHz和600MHz两个频率的天线，实现探测深度和精度达到最完美的组合•无线连接：主机和电脑之间为无线连接，电脑单元可以远离主机进行操作。
意大利雷达
机场跑道探测 应用实例
机场跑道的路面厚度检测是跑道检测与养护的主要 内容之一。一般机场跑道的路面厚度在40cm，因此路面 厚度检测要求有较高的垂向分辨率；厚度检测的误差小 于1cm，要求检测方法确定厚度精度高，因此应用于跑 道厚度检测的探地雷达必须具有高分辨率与高计厚精度。
车载探测 跑道探测雷达图
二维雷达剖面
雷达三维模式图
雷达切片图
•管线自动识别 •无需查看雷达图
CAD立体结构图
•操作简单，简便易学 •自动处理、识别、解释和绘图
在得多结果之后，用户可以以 二维或三维等多种模型查看分 析结果，综合结果更加直观。
公路检测 应用实例
探地雷达在公路检测中的应用主要包括公路面层厚度探测 和公路路基病害查找。路基面层厚度探测一般采用空气耦合高 频天线或天线阵。
天线阵的使用帮助用户解决了普通探地雷达难以 解决的问题，更是以更加简便的操作、高效的探测和 准确的结果赢得了用户的信赖。
特点
•轻质便携，单人轻松操作，是世界上最轻最小的雷达 •全中文界面军工级产品，设备稳定性和实用性极佳 •极高的发射和扫描速率，是世界上速度最快的主机 •无线连接，主机和电脑之间的连接方式为无线连接 •防水、防尘、防震设计，适应多种恶劣工作环境 •单通道主机可以升级至多通道主机，最多可升级至64个通道 •天线的屏蔽效果好，抗外界干扰能力强，信号稳定性极佳 •天线齐全，天线频率从25MHz~2000MHz，包含地面耦合天线、空气耦
IDS公司提出的工作方法是在外业工作时，选取合适的天线或天线阵，对目 标区域进行网格状扫描。这种工作方法节约了野外工作时间，工作成本相对较低。
外业工作
2、外业工作定位
外业测线布置图
外业工作定位主要依靠GPS和相邻建筑物进行辅助。雷达系统可直接与GPS 构建连接，将GPS坐标导入到雷达数据中，便于对探测到的管线等目标物进行准 确定位。
- 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)。
应用实例一：自动门控制、ATM提款机自动录像控制
本电路作用距离4－15米连续可调，和热释电红外探测器相比，具有抗强光干扰，探测距离远，不受温、湿度影响等优点。
电路原理简述：图中U1是微波感应探测器模块，通过K202,K203,R202,R219向模块提供2kHz 的脉动电源（能产生频率为2khz 高电平宽度为20uS的电路很多，如使用反向器CD4069、lm555 等），K201在U1起作用期间导通，把U1输出的反应物体移动的低频信号选通输出， C202为采样保持电路，保证信号的连续和完整。
由LM358组成的两极低通放大电路把U1的输出放大，在LM358的1脚输出。
可调电阻R213 用于调整一级放大器的增益，调整R213的大小可以调整探测距离。
应用实例二：火车自动信号机开关电路
作用距离：1－9米连续可调。
这种电路的抗干扰能力更强，调整范围更大，可以应用于野外
和条件较为恶劣的场所使用。
原理简述：上图是一个完整的应用电路，U3D（LM339）及周围相关元件组成2kHz 低占空比振荡
器，P1，P2 提供脉动电源和选通。
E9为采用保持电容，反应物体移动的低频信号经过LM324 A、
B 及周围元件组成的低通放大电路放大后，到由LM324
C 及周围相关元件组成的比较器。
C9-C12,R32-R35组成的低通滤波网络虑除工频干扰信号。
由U3A组成的延时电路保证了发现物体
移动后电路有相当时间的稳定输出。
由U1A及相关元件组成的第一级放大电路，其增益
A1A≈R30/R31=375/473=78.7；第二级放大器由U1B及相关电路组成，放大增益
A1B≈R36/(R35+R34)=475/943=50；两级放大的增益为A=78.7×50＝3935，即为36db。
由U1C及
R39、R40、P2、E12组成的电压比较器，把前级放大的信号变换成脉冲信号，再由U3A及相关元
件组成的延时电路延时输出。
调整P2可以改变探测距离的大小，改变R41、E13、R42的大小可以调整输出时间的长短。
应用实例三：三鉴探头
原理概述：三鉴是指红外主导、微波辅助、单片机智能处理（PIR/MW/AI）的综合探测技术，当被动红外发现目标后启动微波检测电路，当两种信号均有效并通过单片机智能处理符合报警输出条件时，由单片机给出报警信号。
电路简析：本电路中被动红外（PIR）信号经滤波后直到单片机的比较器的输入口17、18脚，比较器把红外头感应到的信号直接转换为脉冲信号，数字信号经MPU PIC16C622A 的处理，利用软件可以进行出、入识别以及干扰的虑除。
RB1输出2kHz占空比为5％的脉冲（宽度为20uS），驱动P2给微波探测器提供脉冲电源。
微波探测器的低频输出通过P1选通输出到C101采用保持电容上。
反应物体移动的低频信号经U1A及相关元件组成的可编程运算放大器放大，再经U1B组成的比较器进行电平转换，转换后的脉冲信号到PIC16C622 的RB3脚输入到MPU。
当红外发现目标后，RB1输出高电平，三极管K3导通，由U1A组成的可编程放大器的增益由100倍增加到10000倍左右，微波探测器电路开始工作，MPU开始检测物体移动信号。
MPU通过对PIR信号分析，可以判断出红外源的出入情况，以此可以排除热空气以及非热源移动物体的干扰（如飘动的窗帘、转动的电扇等），同时综合微波探测器的信号，可以排除多种热源的干扰。
合理的MPU数学模型和编制科学的软件，可以识别出体重小于20kg宠物。
基本上可以消除宠物的引起的误报。
本电路中改变P1的大小，可以改变放大电路的增益，从而调整微波电路的探测距离
HB100微波移动传感器:
HB100 (移动微波探测模块)应用多普勒现象感测移动的X-波段微波传感器，广泛应用于防盗,自动感应门,自动感应灯,交通测速,智能化控制,医疗生命探测等领域。
技术参数：
发射:
1发射频率 : 10.525 GHz
2频率设置精度 : 3MHz
3输出功率(最小): 13dBm EIRP
4工作电压: 5V±0.25V
5工作电流(CW): 60mA max., 37mA typical
6谐波发射: ＜-10dBm
7脉冲工作模式:
8平均电流 (5％DC) : 2mA typ.
9脉冲宽度(Min.): 5uSec
10负载循环(Min.): 1％
接收:
1灵敏度(10dB S/N ratio)3Hz至80Hz 带宽: -86dBm 3Hz至80Hz带宽杂波 10uV
2天线增益: 8dBi
3垂直面3dB波束宽度: 36度
4水平面 3dB 波束宽度: 72度
5重量: 8 克
6规格: 37×45×8mm。