ReflexW读取意大利IDS探地雷达数据及常用信号处理方法 - Copy

雷达数据处理步骤及效果展示一、隧道衬砌质量检测数据处理步骤1、打开软件RADAN，选择文件夹View→Customize→Directories；2、打开文件File→Open(*.dzt)；3、扫描信息预编辑：选择一段扫描剖面，切除多余扫描信息Cut，保存特定扫描剖面；4、文件测量方向反转：打开文件，选择File→Save As ，打勾，另存；5、距离信息编辑：（1）编辑文件头内的距离信息Edit→File Header, 扫描/米[scans/m], 米/标记[m/mark]，（2）编辑用户标记，（3）距离归一化处理；6、里程编辑：Edit→File Header →3D option→X start输入里程起点坐标；7、水平幅度调整：Process→Horizontal scale（叠加stacking、抽道skipping、加密stretching）；8、调整地面反射信号位置：方法有两种，（1）Edit→File Header→position(ns)，（2）Process→Correct Position→delta pos (ns)；9、介电常数调整：利用经验或钻孔获得介电常数，通过Edit→FileHeader→DielConstant调整；10、增益调整：Process→Range Gain，增益点数易选5个；11、水平滤波：Process→FIR Filter；12、背景去除：Process→FIR Filter；13、一维频率滤波Process→IIR Filter；14、反褶积、一维频率滤波：Process→Deconvolution；Process→IIR Filter；15、文件拼接：选择File→Append files；特别说明：步骤11、12、13、14可根据数据质量、分析目的、异常类型等有选择性的使用，可能因选择不当而压制有效信号。

二、处理效果展示1、打开软件RADAN，选择文件夹视图→自定义→文件目录.2、文件显示文件 打开(*.dzt)。

REFLEXW软件使用指南北京鑫衡运公司一说明本手册主要用来指导用户如何使用REFLEXW软件，它并不包括所有的细节。

如果需要了解全部细节，请参阅英文版手册。

二安装及打开软件安装软件时，只需点击setup即可。

另外，必须安装软件狗的驱动程序CbnSetup.exe,安装时也是点击即可。

打开软件时，必须将软件狗插到并口上，然后从“开始”→“程序”→“REFLEX”→ “REFLEXW”进入。

当显示出“Projectdirectory”菜单时，即可使用该软件。

（最好在桌面上建立快捷键）。

进入菜单后，建议选择菜单中的“new project”, 出现“enter name of the new project”。

输入任务名（如a1等），点击OK, 进入“Reflex_win”主菜单。

点击“Modules”, 选择各相关模块。

三输入和第一次显示GPR数据下面介绍如何输入和显示GPR数据，我们用MALA公司的RAMAC/GPR数据做例子，用其它数据时仅需改变一些选项即可。

一、输入GPR数据1.进入2D数据分析(2D-dataanalysis)2.用选项File/Open/import(文件/打开/输入)进入import(输入)菜单，此时出现REFLEXWData Import（数据输入）菜单（见右图）3.输入下列参数：input format（输入格式）：RAMACoutput format（输出格式）：16 bit integer（16 位整数）filename specification（指定文件名）：original name（原始名，举例）选择X或Y作为剖面方向（ProfileDirection）及Y或X作为剖面常数（ProfileConstant）选择道增量（traceincrement）和/或坐标（coordinates）是否从原始数据读出（从ControlOption）4.点击选项Convert to Reflex，出现一个文件打开菜单，并在任务目录下出现子目录ASCII。

基本雷达信号处理流程一、脉冲压缩窄带（或某些中等带宽）的匹配滤波：相关处理，用FFT数字化执行，即快速卷积处理，可以在基带实现（脉冲压缩）快速卷积，频域的匹配滤波脉宽越小，带宽越宽，距离分辨率越高；脉宽越大，带宽越窄，雷达能量越小，探测距离越近；D=BT（时宽带宽积）；脉压流程：频域：回波谱和参考函数共轭相乘时域：相关即输入信号的FFT乘上参考信号FFT的共轭再逆FFT；Sc=ifft(fft(Sb).*conj(fft(S)));Task1f0=10e9;%载频tp=10e-6;%脉冲宽度B=10e6;%信号带宽fs=100e6;%采样率R0=3000;%目标初始距离N=4096;c=3e8;tau=2*R0/c;beita=B/tp;t=(0:N-1)/fs;Sb=rectpuls(t-tp/2-tau,tp).*exp(j*pi*beita*(t-tp/2-tau).^2).*exp(-2j*pi*f0*tau);%回波信号S=rectpuls(t-tp/2,tp).*exp(i*pi*beita*(t-tp/2).^2);%发射信号（参考信号）x 10x 10x 10So=ifft(fft(Sb).*conj(fft(S)));%脉压 figure(7);plot(t*c/2,db(abs(So)/max(So)))%归一化dB grid on-400-350-300-250-200-150-100-500二、去斜处理（宽带的匹配滤波）去斜处理“有源相关”，通常用来处理极大带宽的LFM 波形（如果直接采样的话因为频带很宽所以在高频的时候需要的采样率就很大，采样点数就很多，所以要经过去斜处理）Stretch方法是针对线性调频信号而提出的，其方法是将输入信号与参考信号（经适当延迟的本振信号，延迟量通常由窄带信号测距结果估计出）混频，则每一个散射点就对应一个混频后的单频分量，对混频输出的信号进行DFT处理，即可获得目标的距离像，对参考信号的要求是应具有与输入信号相同的调频斜率。

探地雷达图像处理及其在探测地下空洞中的应用探地雷达图像处理及其在探测地下空洞中的应用地下空洞是在地质、工程和环境领域中非常重要的研究对象。

了解地下空洞的形态、大小和位置对于地质勘探、土地利用规划和工程设计有着重要的意义。

然而，传统的地下勘探方法如钻孔、地质勘测和地质雷达等存在诸多局限性，这就需要一种新的方法来解决这些问题。

基于此，探地雷达图像处理技术的应用变得尤为重要。

探地雷达（Ground Penetrating Radar，GPR）是一种非侵入式的勘探工具，它能够通过向地下发射电磁波并记录回波信号来获取地下结构的信息。

相比于传统的勘探方法，GPR具有无损、高分辨率和实时性的优势，因此在地质勘探、土地规划和工程设计中得到了广泛的应用。

GPR图像处理是指对GPR所获取的原始数据进行处理和分析，以获取地下结构的特征和信息。

GPR图像处理通常包括数据预处理、图像增强、目标检测和分类等步骤。

首先，数据预处理主要是对原始数据进行滤波、去噪和校正，以提高数据质量。

其次，图像增强的目的是对图像进行增强和优化，使目标区域更加清晰可见。

常用的图像增强方法包括空间滤波、频域滤波和小波变换等。

然后，目标检测是指通过检测和识别地下目标来确定其位置、形态和尺寸。

常用的目标检测方法包括边缘检测、模式匹配和深度学习等。

最后，目标分类是指将探测到的目标根据属性特征进行分类和归类。

常用的目标分类方法包括特征提取、聚类分析和支持向量机等。

探地雷达图像处理技术在探测地下空洞中具有广泛的应用。

首先，它可以帮助确定地下空洞的位置、形态和尺寸。

通过分析GPR图像中的反射信号和强度变化，可以准确地检测到地下空洞的存在和特征。

其次，它可以提供地下空洞的详细信息和内部结构。

利用GPR图像处理技术，可以获得地下空洞的三维模型和剖面图，进一步了解其空间位置和内部构造。

再次，它可以评估地下空洞对工程和环境的影响。

通过对GPR图像进行分析和比较，可以评估地下空洞对工程施工、地质灾害和环境变化的可能影响，为工程规划和决策提供依据。

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。

探地雷达程序外文书籍
对于探地雷达的程序和外文书籍，这里有一些可供参考的信息：
1. 探地雷达程序：探地雷达通常涉及一些特定的算法和计算方法，用于处理和解释雷达回波数据。

以下是一些有关探地雷达程序的资源：
Gravity Probe B App: 这是一个用于分析和解释重力探测数据的软件程序。

它提供了可视化工具和计算功能，可以帮助研究人员处理和解释重力探测数据。

GPR Pro: 这是一个专门为探地雷达设计的软件程序，提供了数据处理、图像生成和解释等功能。

ESRI ArcGIS: 虽然主要用于地理信息系统，但ArcGIS也提供了数据处理和分析的工具，可以用于探地雷达数据的处理和可视化。

2. 探地雷达外文书籍：以下是一些有关探地雷达的经典外文书籍：
Ground-Penetrating Radar: Theory and Applications: 这本书是探地雷
达领域的经典之作，涵盖了探地雷达的基本原理、技术、方法和应用。

GPR Data Processing: 这本书详细介绍了探地雷达数据处理的方法和技术，包括信号处理、图像生成和解释等方面的内容。

GPR in Engineering Practice: 这本书重点介绍了探地雷达在工程实践中的应用，包括地下结构检测、考古探测等方面的应用。

这些书籍都是非常有价值的参考资料，可以帮助您深入了解探地雷达的原理和应用。

需要注意的是，这些书籍可能需要一些时间来获取和阅读，但对于希望深入了解探地雷达的人来说是非常有价值的。

雷达数据处理及软件基本功能介绍
一、数据整理
1、数据拷贝与备份
从地质雷达主机把数据复制在个人电脑上，利用2种以上存储介质对原始数据进行备份。

2、野外记录整理
整理野外记录本（包括各种参数、测试过程的描述性记录等，并通过数码相机、扫描仪等对原始纪录进行电子化，便于日后查看或检查）；工作照片（测试照片、异常区段照片、障碍物照片等）；收集各种第三方资料（设计图纸、设计厚度、变更资料、第三方检测资料等）；现场钻孔资料（里程桩号、芯样实物和照片、长度等）。

钻孔资料作用：利用钻孔资料反算电磁波传播速度或者材料介电常数。

3、数据编辑与初步整理RADAN
4、资料处理RADAN
5、资料解释
6、图片制作
7、探测报告编写
二、GSSI处理软件功能模块介绍
1、基本工具
打开数据文件；
保存数据文件；
选择数据块；
剪切数据块；
复制剖面图像至剪贴板；
保存数据块；
编辑数据文件头；
编辑标记块；
线扫描显示方式；
波形显示方式；
线扫描和波形共同显示方式；
波形显示方式；
多通道显示方式；
调整显示参数；
打印雷达剖面；
关于RADAN程序版本信息2、命令参数按钮
向左滑动显示；
向右滑动显示；
执行命令；
暂停；
停止并保存数据；
3、软件功能按钮
剖面水平拉伸与压缩；
距离归一化；
静态校正
信号位置调整；
增益调整；
增益恢复；
IIR滤波；
FIR滤波，水平滤波；
反褶积运算；
偏移归位处理。

地质雷达PPT课件contents •地质雷达基本原理•地质雷达探测方法•数据采集与处理•地质雷达在工程中的应用•地质雷达案例分析•地质雷达发展趋势与展望目录01地质雷达基本原理电磁波传播特性电磁波在介质中传播速度电磁波在不同介质中传播速度不同，其速度取决于介质的电磁特性。

电磁波衰减随着传播距离的增加，电磁波能量逐渐衰减，衰减程度与介质特性和频率有关。

电磁波的反射和折射当电磁波遇到不同介质的分界面时，会发生反射和折射现象，遵循斯涅尔定律。

地质雷达工作原理发射电磁波01接收反射波02信号处理与成像03发射系统接收系统控制系统数据处理与成像系统系统组成及功能02地质雷达探测方法测线布置天线频率选择数据采集与处理030201井中雷达系统采用专门设计的井中雷达系统，包括井下雷达主机、天线、电缆等。

测点布置与数据采集在井壁不同深度处布置测点，进行雷达数据采集。

数据处理与成像对采集的数据进行处理，提取井壁及周围地层的反射信号，并进行成像。

隧道超前预报法隧道掌子面前方预报数据处理与解译预报结果输出03数据采集与处理数据采集参数设置采样率设置天线频率选择确保采样率足够高，以捕获雷达波形的细节信息，通常建议采样率至少为天线频率的时窗设置消除直流偏移和低频背景噪声，提高数据质量。

背景去除应用带通滤波器，去除高频噪声和低频干扰，增强目标反射信号。

带通滤波根据信号强度动态调整增益，以平衡不同深度和不同反射体的信号幅度。

增益控制数据预处理与滤波1 2 3雷达图像生成地层解释异常识别图像生成与解释04地质雷达在工程中的应用地质构造解析岩土层划分不良地质现象识别混凝土质量检测钢筋分布与保护层厚度检测路基路面质量检测边坡稳定性监测隧道安全监测地下管线安全监测利用地质雷达对边坡内部的结构和变形进行实时监测，预警潜在滑坡风险。

05地质雷达案例分析介绍隧道的地理位置、设计参数、施工方法等背景信息。

工程背景地质条件超前预报方案预报结果分析分析隧道所处区域的地质构造、地层岩性、水文地质等条件。

获取探地雷达原始信息的两种方法及技术
杨建广;吕绍林;杨天春
【期刊名称】《物探化探计算技术》
【年(卷),期】2001(023)003
【摘要】获取探地雷达原始数据是探地雷达用户对原始数据进行自主处理的第一步,作者在文中以VB6.0和MATLAB为依托,编写出了一套实用读取原始数据的程序,为开展下一步数据处理工作打下了坚实的基础.
【总页数】5页(P232-235,243)
【作者】杨建广;吕绍林;杨天春
【作者单位】中南大学地球物理勘查新技术研究所,;中南大学地球物理勘查新技术研究所,;中南大学地球物理勘查新技术研究所,
【正文语种】中文
【中图分类】TP311.1;P631.3+25
【相关文献】
1.利用VB获取文件信息的两种方法 [J], 郝春雷
2.支持原始创新获取NGN技术话语权 [J], 蒋林涛
3.应用分形技术提取探地雷达高分辨率信息 [J], 赵永辉;吴健生;万明浩
4.“全球产业技术革命视野下的信息化与工业化融合”之三推动制度的原始创新——加快工业化与信息化融合的根本途径 [J], 安筱鹏
5.长江科学院承担的“十二五”国家科技支撑计划项目“数字流域关键技术”专题
“基于物联网的数字流域信息组织技术及时空连续多元信息获取途径分析与传输体系研究”顺利通过验收 [J], 李喆
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