意大利雷达

COSMO-SkyMed卫星及产品介绍、特点优势COSMO-SkyMed卫星及产品介绍1.COSMO-SkyMed卫星介绍COSMO-SkyMed系统是一个由意大利航天局和意大利国防部共同研发的4颗雷达卫星组成的星座，目前4颗卫星已全部在轨运行。

COSMO-SkyMed系统的每颗卫星配备有一个多模式高分辨率合成孔径雷达（SAR），该雷达工作于X波段（3.1cm），并且配套有特别灵活和创新的数据获取和传输设备。

COSMO-SkyMed系统为对地观测市场提供了具有全球覆盖能力，适应各种气候的日夜获取能力，高分辨率、高精度、高干涉/极化测量能力的高效便利的产品服务。

COSMO-SkyMed系统具有很好的连续性，在COSMO-SkyMed 一代星座之后，还将发射COSMO-SkyMed二代卫星星座，以后还计划发射L波段卫星，既保证了数据服务的延续性，又扩大了数据的应用范围。

图1. COSMO-SkyMed卫星COSMO-SkyMed星座的4颗卫星运行于619.6 km高的太阳同步轨道上，具体技术参数如下表：目前4颗卫星在轨道平面的相对位置关系如下图：图2. COSMO-SkyMed星座4颗卫星轨道平面位置关系在每16天的轨道周期中，能够以相同的轨道方向，相同的视向，相同的入射角，4次重复获取干涉数据，具有很强的干涉测量能力。

2. COSMO-SkyMed卫星产品介绍每颗COSMO-SkyMed卫星所荷载的传感器可以在三种波束模式下工作，提供5种分辨率的产品：（1）聚束模式（SPOTLIGHT），包含模式1和模式2，其中模式1只限于军用。

SPOTLIGHT-2的分辨率高达1米，幅宽10 x10Km2；（2）条带模式（STRIPMAP），包含Himage和PingPong两种成像模式，分辨率分别为3米和15米，幅宽分别为40 x40Km2和30 x30Km2；（3）扫描模式（SCANSAR），包含WideRegion和HugeRegion两种成像模式，分辨率分别为30米和100米，幅宽分别为100 x100Km2和200 x200Km2。

北京揽宇方圆信息技术有限公司COSMOS雷达卫星影像介绍COSMO-SkyMed是意大利空间地球观测系统。

由意大利航天局和国防部研制及运行，为军民两用系统。

其产品和服务被广泛用于风险管理、科学研究、商业应用以及国防情报领域。

该系统由4颗低轨中型卫星组成，每颗卫星搭载x波段高分辨率合成孔径雷达(SAR)，根据不同图像尺寸和分辨率需求，具备多种观测模式。

1.聚束式：米级分辨率图像。

2.两种条带式：分别由两种不同的极化方式获得米级分辨率。

3.两种ScanSAR模式：获取中等分辨率(100米)的大范围图像。

利用四颗在轨卫星中的两颗卫星对地面同一点位置进行联合观测，可以得到地面三维SAR图像。

聚束模式：在聚束式工作模式下，雷达对某一场景的观测时间比标准条带式更长，从而增加了天线合成孔径，提高了方位分辨率。

COSMO-SkyMed雷达还有一种增强聚束模式，通过天线电子扫描，使波束中心位于成像中心之外，从而实现成像中心的扩散。

图7给出了该模式下对南非开普敦体育场的成像结果。

条带式：当卫星平台移动时，天线在地球表面扫过一条轨迹。

理论上，SAR雷达可以再其工作周期(约600秒)内扫过任意方位向距离。

最大可扫过约4500公里的距离。

条带式有两种不同的实现方式，一种是“Himage”，另一种是“PingPong”。

在Himage模式下，雷达发射/接收配置固定不变，从而接收到地面散射点的整个多普勒带宽信号。

方位向波束扫过的宽度为40公里，对应的数据采集时间为6.5秒。

在PingPong模式下，雷达利用条带映射方式进行成像，成像过程不同的极化方式交替切换(VV、HH、HV和VH)。

在此模式下，仅有部分方位向的合成孔径用于成像，因此方位向分辨率有所降低。

方位向波束扫过的宽度为30公里，对应的数据采集为5.0秒。

ScanSAR模式：该模式成像范围大，但空间分辨率较低。

因在不同的相邻子区域内进行周期性扫描而得名。

同样，其方位向分辨率相对聚束式有所降低，通过将一组条带图像拼接为一幅大的图像。

目录目录 (1)意大利雷达在管线探测中的应用 (2)一、使用天线阵探测管线的优点 (2)二、意大利雷达探测深部管线的优点 (2)三、Detector数字化管线雷达 (8)四、博泰克RIS雷达管线探测实例 (11)1、金属管线探测实例 (9)2、PVC管线探测实例 (12)3、水泥管线探测实例 (13)4、电缆探测实例 (13)5、铸铁管线探测实例 (13)6、深部管线探测实例 (14)7、地下复杂管线探测实例 (14)五、博泰克RIS探管雷达所获荣誉 (9)六、博泰克RIS雷达性能优势 (9)七、K2型高精度探地雷达成功应用于珠峰高程测量 (11)意大利雷达在管线探测中的应用博泰克RIS探地雷达在兼具了传统探地雷达各项优点的同时，更增添了高灵敏度、高分辨率的天线阵，独有的天线阵设计，使浅层和深层探测一次完成，实现了三维立体探测，大大提高了工作效率，具有数据采集完整、快速、低误差等特点；特别适合管线探测、隧道衬砌质量的检测、隧道超前预报，路基检测、岩性分析和条件恶劣场地的应用。

一、使用天线阵探测管线的优点◆ 对于深部、浅部各种管线（包括金属和非金属等）的测量可同时进行，避免了不同频率天线分别探测某一位置所造成的定位偏差；◆ 并且同时能探测上下重叠的管线；◆ 节省两倍或更多时间；◆ 后分析软件功能强大，能将探测数据链接到CAD制图，并且自动绘制管线三维立体分布图等。

例如，使用MF天线阵对地下管线等进行检测：1、600MHz天线能够高精度、高分辨率检测0-1.5米深度范围，精确地检测出各种管径极小的各种材质管线；2、200MHz天线高精度、高分辨率检测1.5-3.5米范围，用于检测中深部的各种管线等等；3、并且，600MHz天线和200MHz天线还可以生成一个交叉极的通道，对于检测上下重叠管线具有更好的效果。

二、意大利雷达探测深部管线的优点我们用世界上最低频率的80MHz屏蔽天线进行深部管线的探测，它可以有效的屏蔽各种干扰，其低频和收发分体的特点保证了能够探测到更深的管线目标。

地质雷达简介学校：大连大学院系：建筑工程学院学号：11344004姓名：赵阳豪日期：2013年9月17日地质雷达简介地质雷达是目前分辨率最高的工程地球物理方法，在工程质量检测、场地勘察中被广泛采用，近年来也被用于隧道超前地质预报工作。

地质雷达能发现掌子面前方地层的变化，对于断裂带特别是含水带、破碎带有较高的识别能力。

在深埋隧道和富水地层以及溶洞发育地区，地质雷达是一个很好的预报手段。

1发展及现状基于电磁反射原理解决各种地下目标的探测问题, 这种设想最初可追溯到1937 年4 月29 日公布的一个美国专“Electromagnetic prospecting method (电磁探测法) ”。

该专利描述了一种地震探测法的电磁模拟系统。

尽管这一专利当时并未付诸实用,但从发明的角度说, 它却开了地质雷达探测技术的先河。

因此可以讲, 利用电磁反射原理探测地下目标的设想几乎是和地对空雷达的发明同时出现的。

只不过由于受社会、经济、技术等诸因素的制约, 二者在实用化进程方面存在显著差距。

直到本世纪50 年代, 美国才率先开始地质雷达的可行性方案研究; 60年代进入实用性试验研究; 到70 年代, 地质雷达正式进入实用化阶段, 主要是用于地面解决各种工程地质问题, 如探测各种管线、混凝土钢筋等地下掩埋体, 以及地基浅部地质情况等。

70 年代美国地球物理勘探公司(GSSI)开发出了第一个真正投入市场的地质雷达系列Subsurface Interface Radar system (地下界面雷达系统) , 简称SIR系列。

这是地质雷达正式进入实用化阶段的主要标志。

SIR系统曾获美国专利, 同时还在别的几个国家申请了专利, 一度成为地质雷达的主导产品。

随后, 日本、加拿大等国纷纷在SIR技术的基础上, 开展对地质雷达探测技术的研究。

1983 年, 日本的原·坂山等人探讨了地质雷达在地基探测中的实用性, 继而将SIR产品改型为OAO系列产品。

科技成果——探地雷达技术开发单位IDS（意大利）主要应用领域广泛适用于水利工程质量检测、地质勘探和隧道检测、考古研究、铁路、公路的路基检测、沥青铺设质量评估等方面。

成果简介RIS高精度探地雷达是意大利IDS多年潜心研究和试验的成果，具有传统探地雷达各项优点，增添了高灵敏度、高分辨率的天线阵，可大大提高探测精度，并成倍地节约探测时间。

RIS雷达的天线种类非常齐全，拥有频率从25MHz-2500MHz的各种屏蔽和非屏蔽天线，可满足更广泛的探测需求。

主机最多可升级至八通道，并且主机与所有RIS天线及天线阵兼容，可最大程度地节约成本。

配合专用的软件系统，可同时查看雷达剖面图、水平切片图、分层图、土壤识别彩色图等，可实现三维立体探测，能够快速提供更准确、更全面、更可靠的信息。

解决主要关键问题：水利隧洞混凝土的衬砌质量检测、衬砌背后脱空检测和内部结构检测，堤坝隐患探测，老水坝蚁穴、管涌、高含水区等病害探查，混凝土坝的质量和缺陷评估、密实度检测，水库库底的渗漏检测，河床及湖底调查，地下河及地下溶洞的调查，浆砌石的厚度及密实度检测，超前地质预报等。

通过雷达探测，能早发现水利工程等的质量问题，做出科学、合理的检测报告，避免和减少各种灾害的发生。

Detector和Detector Duo数字化管线雷达在管线探测方面有着更好的作用。

Detector Duo采用新型的双频天线，在一张雷达图上可以同时显示深部和浅部地下管线的探测数据，这大大提高了探测结果的准确率。

主要性能指标扫描速率：850扫/秒；脉冲重复频率：400kHz；时窗：9999nsec；采样点数：128-8192；叠加数：1-32768；分辨率：5psec；工作温度：-10到50℃；A/D转换：16bit；环境标准：IP65；动态范围：>160dB；信噪比：>160dB；最多至8个通道，可连接8对单天线同时测量；天线齐全：25MHz-2500MHz天线、井中天线，各种天线阵可满足广泛的探测要求。

仪器性能1．博泰克RIS 雷达的优势：1. 航天技术，品质极高：制造商意大利IDS 公司是一家包括导航雷达部，探地雷达部等相关产品的著名厂家，其设计宗旨就是潜心研究出优于普通雷达设备的实用型探测系统，产品技术更新快；2. 模块式设计配置灵活，硬件升级自如；•博泰克RIS主机可与本公司所有天线兼容，用户可按需选配，极大地节约了成本•已购买单通道主机用户，如需使用多通道主机，可由单通道升级为四通道，避免了重复投资•天线可根据需要由单天线升级为精度更高和速度更快的天线阵3. 雷达天线屏蔽效果好（军工级屏蔽），精度和分辨率很高，带绘图系统的测量轮可精确定位目标，多极数据使得目标形状识别及环境识别更加精确；4. 雷达主机、天线和电池的体积小、重量轻、稳定性高，单人操作，遥控操作，自动设置；防水、防尘和抗震性能好，能适应各种恶劣的工作环境（隧道、井下等）；具有极高的发射速率和扫描速度，完全满足公路快速检测的要求；5. 独有的天线阵设计使雷达探测技术登上了一个新台阶：有专门的公路及隧道检测天线阵（600+1600MHZ），最大探测速度可达80Km/h，探测深度为1.5-2米，一次就可以完成面层、基层等的精确分层检测和空洞、裂隙、软弱带等路基检测的要求；根据需要，还可以在该天线阵的基础上增加100MHZ 等更低频率的天线，以满足更深的探测要求；6. 雷达主机独有的远程调控功能，通过此功能，国外雷达专家可以随时对雷达系统进行调试和维护；7. 后期处理软件实用方便，功能强大：其公路与隧道分析软件LAYERING 可以自动处理雷达数据、自动（手动）追踪层面、自动绘制厚度图、自动在雷达图上标明取芯结果、自动生成厚度报表、直接在雷达图上标注缺陷并打印等；自动物性分类软件SUBREM 可以由检测雷达的雷达图，自动对路基、隧道等做分类分析，指出路基的软弱带、高含水区、衬砌后的围岩情况等等，是目前世界上唯一有此功能的雷达处理软件；8. RIS雷达系统采集到的数据可以直接和地理信息系统相连接，实现信息化管理，方便的实现查询、修改、输入、输出等功能，是目前唯一具有此功能的雷达系统；9. 在世界雷达比武上，博泰克RIS雷达以探测速度最快（唯一在规定时间内完成全部探测任务），分辨率和精度最高（探测目标数量多），唯一现场绘制出被探测物的三维立体结构图而荣获第一；10. 博泰克公司技术力量雄厚，对产品进行全方位跟踪服务，除正常的售后培训之外，我们还对需要我方工程师支持的用户，我们都在第一时间到达用户现场，我们已完成的部分协助检测工作：①协助中铁十二局完成了为期两天的秦岭隧道检测；②中铁十四局完成了为期三天的烟黄高速公路的检测；③中铁十八局完成了为期四天的宝天线隧道探测；④中国建筑科学研究院完成了为期四天的空心砖结构建筑工程的检测⑤国家测绘局武汉管网普查复检项目。

目录1概述 (1)2现场探查 (1)仪器设备 (1)主要采集参数 (2)探查方法原理 (2)3探查结果与分析 (4)探查结果 (4)资料分析与解释 (4)附图一: 探地雷达探查剖面图61概述为了详细准确的了解意大利RIS探地雷达在地下管线探测方面的性能, 保定金迪公司邀请我公司, 对保定市区内的管线进行探测。

共在市区内选取了七处区域进行试验, 分别是：银杏路、翔园路、吉祥园小区、茗畅园、翠园路、天威英利厂房前和保百大楼对面。

以上区域中包括了各种深度、材质和地形情况下的管线, 具有很强的代表性。

下面对演示所使用的雷达参数和演示的情况做详细叙述。

2现场探查仪器设备本次探查采用了意大利产RIS-K2型探地雷达（见图1）, 天线选择了80MHz 低频屏蔽天线和200MHz中频屏蔽天线, 其中80MHz天线的典型探测深度可以达到4~8m（依土质情况而定）, 水平最小分辨率12.5cm；200MHz天线的典型探测深度可以达到2~4米, 水平最小分辨率5cm。

两种天线既可以分别单独使用, 也可以组合成天线阵使用, 以便提高探测速度和结果的准确性。

因此, 我们的天线配置满足本次演示任务的要求。

图1 RIS-K2型探地雷达主机主要采集参数●扫描速度: 850扫/秒●脉冲重复频率: 400KHz(高速的脉冲重复频率使数据收集更快)●最多可接8对单天线同时检测●时窗: 9999 nsec●采样点数: 128-8192●叠加数: 1-32768●分辨率: 5psec●信噪比〉160dB●工作温度: －10～50℃A/D转换 : 16bit检测方法原理探地雷达作为工程物探检测的一项新技术, 具有连续、无损、高效和高精度等优点。

探地雷达由一体化主机、天线及配套软件等部分组成, 根据电磁波在有耗介质中的传播特性, 探地雷达以宽频带短脉冲的形式向介质内发射高频电磁波(几MHz-几GHz), 当其遇到不均匀体(界面)时会反射部分电磁波, 其反射系数由介质的相对介电常数决定, 通过对雷达主机所接收的反射信号进行处理和图像解译, 达到识别隐蔽目标物的目的(见图2)。

地表测量仪（RIS K2探地雷达）GROUND PENETRATING RADAR（RIS K2)仪器介绍：RIS K2探地雷达是由意大利IDS 公司推出的物探仪器，它适用于多种工程勘察工作，广泛用于隧道检测、建筑物检测、堤坝隐患探测、考古研究、地质勘探、管线探测、铁路及公路的路基检测、沥青铺设质量评估等方面，意大利IDS公司一直致力于航空领域的导航雷达及军用雷达的开发研制，并且居世界领先水平。

技术参数：参数：雷达主机◆控制单元可以同时接2对单天线、8个数据信道◆时窗长度：5～9000nsec，迭加：最大至32768◆发射速率：400KHz，扫描速度：500扫/秒◆工作温度：-10℃～50℃，工作功率：20瓦◆A/D转换率：16bit，分辨率：5psec◆屏蔽天线900MHz探测深度1～2（米）探测隧道、公路；100MHz探测深度6～30（米）探测深部管线、地质；非屏蔽天线20MHz探测深度30～70（米）探测地质勘测、考古、水文。

应用范围：◆路桥检测：沥青层厚度检测及分层分析，路基病害检测，路面下管线等埋设物探测，机场跑道检测、公隧道检测，桥梁结构检测。

◆铁路检测：路基分层分析，病害检测，挡土墙检测，隧道衬砌检测，隧道超前预报等◆混凝土检测：钢筋定位、保护层厚度检测，建筑探伤（裂缝、空洞、蜂窝），建筑内隐蔽物查找，桥隧检，堤坝检测，桩基检测等。

◆市政及非开挖检测：各种材质的管线、地下构筑物（人防、地道、地下室等）的探测、绘图及建库；地基检测地下土壤分类、分层等。

◆环境检测：加油站汽油泄露、垃圾场选址、油罐检测、管道泄露。

◆地质与水文探测：矿井坑道探测，基岩分化层、节埋带断裂带分布探测、滑坡分析、金属矿化带探测、岩性分类、地下溶洞空洞、地下水质分布调查，河床形态研究等。

◆考古探测：古墓探测、古建筑检测、壁画调查等。