地质雷达操作手册

第一篇SIR-3000操作探讨
1.GSSI简介
便携式透地雷达美国GSSI是目前世界上最好的生产地质雷达的厂家，它的产品遍布全球，目前超过1800套，占全球销量80%以上，在中国200余套，占中国市场份额的75%以上。

创始于1969年的美国地球物理探测公司(GSSI公司)，是世界上第一家专业研制探地雷达的公司，其前身为美国宇航局。

随着60年代末期美国宇航局专门为阿波罗计划所研制的专用仪器，成功地探测到月球表面尘埃之后，世界上第一台进入民用的商用探地雷达得以在美国推出，它就是美国GSSI公司生产的SIR系列探地雷达的前身。

它用电磁波为地质勘察服务，为勘察方法起到了革命性的推动作用。

注释：不要使用Windex或其它脱氨的玻璃清洁器来清洁显示屏，因为这会损坏涂层。

只需使用一个清洁的、轻微潮湿的布来轻柔地擦洗屏幕。

位于该部件前部的电池槽接收10.8伏的锂离子可充电电池。

完全充电电池的测量时间近似为3小时。

电池是可以再充电的，方法是采用任选的电池充电器来充电，或通过简单地把电池留在该部件内，把该部件与标准交流源连接起来，然后把系统放在备用模式下进行。

给一个电池再充电的时间近似为4 到5小时。

务必保持电池槽遮盖在该部件上，在使用中保证没有灰尘或污垢进入该部件内部。

2.探测原理
H=vf
3.硬件连接
在该部件的背部，SIR-3000有六个连接器和一个用于记忆卡的槽。

顶排五个连接器从左到右依次是：交流电源，串行输入/输出（RS232），以太网，USB-B，USB-A。

注：如果你没有使用测量轮的话，用户标记对记录所通过的距离是有帮助的。

对记录诸如圆柱，树，凹坑等障碍物的位置来说，用户标记也是有帮助的。

3. 启动和屏幕显示
第一个是TerraSIRch。

用TerraSIRch模式可以对所有数据采集参数进行完全控制。

QuickStart 引导是对每个其他模式都有用的。

按TerraSIRch按钮。

过一会儿，你将看到屏幕被分成了三个窗口，并且有一个条运行穿过屏幕底部，该条带有上面六个功能键的命令。

按Mark 按钮将改变你要求的单位，从英制的到米制的。

在进入六个数据采集模式之一后，你可以通过点击Power （电源）按钮两次来返回该屏幕,或去掉电源再把它插入进行启动来返回该屏幕。

4. 基于时间数据采集的设置
时基数据剖面的扫描间距（水平分辨率）是系统采集数据的速度和天线移过测量界面的速率的函数。

你设置的速率（每秒扫描数）越高，并且你移动天线越慢，则数据将越稠密。

时基数据没有实际距离的标记，因此软件不知道你实际要测量旅行多远。

特别重要的是以常数速度移动天线，并以一致的间隔增加用户标记（点击标记按钮）。

时基数据需要在RADAN中做附加处理，
以创建三维图象。

如果三维图象是你的目标，你应该用测量轮采集基于距离的数据。

第一步：
在系统启动后，按TerraSIRch 功能键。

几秒钟后，你将看到一个分区的屏幕，右边是波形曲线，左边是参数选择树，中央是主要数据显示窗。

如果你有一个已连接的天线，一个兰色的“等待”条将两次滚过屏幕下部的左拐角（正在初始化天线），数据将显示在中央的窗口内。

第二步：
在采集树里检查参数以保证对你正在使用的天线来说，已合理地配置了系统。

Antenna Frequency（天线频率）: 在雷达次级菜单下，通过选中合适的中心频率和按右键来选择天线。

系统将再初始化。

Load Setup（装入设置）: 在系统菜单下，打开设置和恢复你正在使用天线的工厂设置，或恢复你以前工作时保存的设置。

Check Range（检查测程）: 借助采集设置模式下的系统和滚过屏幕的数据，在某地区上方拖动天线，从而找到你想要成像的目标。

注意它在屏幕上的位置和出现的时间/深度。

理想情况下，它应该在在屏幕中间，以便你能在其上或下对目标成像。

如果它的位置不合适，就在扫描菜单下改变其测程。

Check Rate（检查速率）: 该数是每秒钟的扫描数。

现在你的数据密度取决于在测量界面上你移动天线的速率。

Check GAIN（核对增益）: 在示波仪窗中叠加在扫描上的细、红线是增益曲线。

扫描的中心线是零，其左边是负的（去掉增益）右边是正的（增加增益）。

确保扫描是可见的（可以看见曲线）。

如果不是，在增益菜单下选择Auto（自动）。

这将引起系统再初始化，并增加/减去增益以产生一个可见的信号。

在该地区的上方拖动天线，然后寻找限幅的证据。

如果你的数据被限幅了，把天线留在出现该现象的区域上，并通过改变自动到手动，然后再回到自动来重新初始化。

这降
低了增益以便数据不被限幅。

第三步：
在Run/Setup下按该功能键开始采集一个数据剖面。

当系统准备接收数据时，就将发射振铃声。

在剖面的末端，按并保持压住Run/Setup键会停止采集数据。

剖面将保存，并可以在回放模式下查看。

检测结果展示
第二篇地质雷达超前预报资料处理步骤
美国地球物理测量系统公司
2011年7月
GSSI地质雷达超前预报RADAN资料处理步骤
1.打开软件RADAN，选择文件夹.视图→自定义→文件目录.
选择文件夹
设置工具栏与状态栏[坐标]
2.打开文件。

文件→打开(*.dzt)。

文件显示，换颜色。

超前预报的雷达测点数、扫描数通常比较少。

根据这个特点，超前预报的地质雷达图像显示方式，采用线扫描剖面，或者波形加变面积图。

或者两者结合的方式。

线扫描模式
波形显示
对于点测数据剖面，扫描数较少，建议采用波形加变面积方式显示地质雷达超前预报剖面。

软件启动后，打开雷达剖面默认为线扫描模式显示方式。

单击显示器按钮图标，打开对话框设置显示参数，并且修改波形加变面积显示参数，如下图
双击WIGGLE波形加变面积图，弹出对话框：
比例：波形显示时所占的像素数。

间隔：波形中心线之间的像素数。

叠加：几个扫描信息叠加后，显示为1个波形。

抽点：跳过几个点后，显示一个波形。

用于剖面较长的情况。

填充标准：正-表示填充正波，负-表示填充负波。

通常默认为正波。

填充大小：一般建议设置0.表示波形一起跳就填充。

预览：表示波形显示效果。

注释：比例参数一般为间隔的2倍。

波形加变面积参数设置完毕，返回显示参数设置对话框，选择保存按钮以保存所有显示参数，包括波形加变面积参数在内，从而下次可以直接调用显示参数文件(*.pam)方便显示地质雷达剖面；具体操作方法是：RADAN软件启动后，选择显示器图标->打开显示参数设置，选择调用按钮->打开pam参数文件。

选择保存按钮，保存参数文件为100兆天线地质预报显示参数.pam。

而资料处理完毕最后结果显示参数可以保存为100兆天线地质预报出图显示参数.pam。

3.扫描信息预编辑：利用图标编辑 选择, 选择一段扫描剖面，切除多余扫描信息删除，或者保存特定扫描剖面保存。

在隧道掌子面上做地质预报，表面不平整，天线难以靠近或者贴紧掌子面，另外干扰比较大，对于明显的干扰采用直接剪切法。

切除上图中第164,、165个扫描。

4.文件测量方向掉转。

打开文件，文件 另存为->方向反转，打勾。

5.添加掌子面宽度信息。

对于一定宽度的掌子面，一般建议10厘米测一个点；而实际施工中会略有差别，可以通过调整参数使得雷达剖面与掌子面宽度一致。

6.确定地面反射波信号位置编辑→文件头→信号位置(纳秒)，如-2.5。

建议：数据采集时，主机中所用的参数保持固定：比如
position/offset信号位置和延时。

7.设置和修改介电常数，计算深度信息编辑→文件头→介电常数。

介电常数
深度剖面
8.信号振幅自动增益调整处理→增益调整→自动增益，增益点数为5。

指数增益参数设置：手动设置增益点数，调整增益值大小。

对于超前预报，通常采用现场调整增益的方法，使得剖面、波形清晰；若波形振幅较小，则在剖面上点鼠标右键，选择显示增益，对整个剖面的振幅进行放大，而仅仅是显示而已。

9.一维频率滤波，消除低频电磁干扰。

处理→IIR滤波。

一维频率滤波包括3个部分：频谱分析、判断主频信号与识别低频干扰、频率滤波。

在地质雷达资料处理中，通常选择高通滤波来消除低频信号。

频谱图与地质雷达原始记录曲线
频谱分析图
左图为原始记录信号，右上图为地质雷达单个测点波形，50。

从频谱图中，可以看出地质雷达电磁波对应的主频为75MHz，频带宽度为[50-110]MHz；频域中低于50MHz
的信号为低频干扰。

频谱图------波形图------线扫描图[低频信号低于50MHz] 垂直滤波(MHz) 高通50
原始数据与高通滤波数据
[不明显的]界面分析图
左图中红色箭头部分为第43个扫描点对应地下界面，右上图红色部分是对应的波形图，。