GSSI地質(zhì)雷達(dá)原理

GSSI地質(zhì)雷達(dá)原理第1頁(yè)/共69頁(yè)地質(zhì)雷達(dá)的原理--電磁波反射法地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)與天線地質(zhì)雷達(dá)工作原理地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)探測(cè)系統(tǒng)地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)的采樣機(jī)制地質(zhì)雷達(dá)成圖原理電磁波的傳播機(jī)制

牛牛文庫(kù)文檔分享第2頁(yè)/共69頁(yè)SIR-20(CF-29/MF-20)第3頁(yè)/共69頁(yè)最輕便的SIR-3000便攜式透地雷達(dá)第4頁(yè)/共69頁(yè)天線天線是一種電磁波轉(zhuǎn)換裝置天線包括接收天線和發(fā)射天線發(fā)射天線是把電信號(hào)轉(zhuǎn)換為電磁波，向外界輻射接收天線是把外界的電磁波接收到并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)

牛牛文庫(kù)文檔分享第5頁(yè)/共69頁(yè)SIR地面耦合天線groundcoupled

牛牛文庫(kù)文檔分享第6頁(yè)/共69頁(yè)地質(zhì)雷達(dá)的原理地質(zhì)雷達(dá)主機(jī)與天線地質(zhì)雷達(dá)工作原理地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)探測(cè)系統(tǒng)地質(zhì)雷達(dá)系統(tǒng)的采樣機(jī)制地質(zhì)雷達(dá)成圖原理

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牛牛文庫(kù)文檔分享第8頁(yè)/共69頁(yè)GPR探測(cè)系統(tǒng)原理入射波發(fā)射天線接收天線Reflectedpulses第二層第一層第三層散射發(fā)射波

主機(jī)2745631圖2.3:

信號(hào)發(fā)射與數(shù)據(jù)采集電磁波，單體天線反射法

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牛牛文庫(kù)文檔分享第11頁(yè)/共69頁(yè)介電常數(shù)表水：介電常數(shù)81速度30

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牛牛文庫(kù)文檔分享第14頁(yè)/共69頁(yè)地質(zhì)雷達(dá)測(cè)線地層1地層2

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牛牛文庫(kù)文檔分享第17頁(yè)/共69頁(yè)地層界面圖示

牛牛文庫(kù)文檔分享第18頁(yè)/共69頁(yè)多層介質(zhì)分界面圖示

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牛牛文庫(kù)文檔分享第20頁(yè)/共69頁(yè)測(cè)量電磁波速度-時(shí)間轉(zhuǎn)換深度

牛牛文庫(kù)文檔分享第21頁(yè)/共69頁(yè)地層底界面深度計(jì)算h:地層底界面深度(m)t:電磁波傳播雙程時(shí)間(ns)c:電磁波在空氣中的傳播速度(0.3m/ns)v:電磁波在材料中的傳播速度(m/ns)ε:材料的介電常數(shù)εr：材料的相對(duì)介電常數(shù)

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牛牛文庫(kù)文檔分享第23頁(yè)/共69頁(yè)介電常數(shù)-傳播速度v=0.1=1/10(m/ns)h=v*t/2=1/10*t/2h=t/20

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牛牛文庫(kù)文檔分享第26頁(yè)/共69頁(yè)介電常數(shù)-傳播速度v=10cm/nsv=0.1m/ns=1/10(m/ns)h=v*t/2=1/10*t/2h=t/20(m)估算速度：v=0.1=1/10(m/ns)h=v*t/2t=h*2/v估算時(shí)間：t=h*2/0.1=h*20記錄長(zhǎng)度range:T=t*1.2

牛牛文庫(kù)文檔分享第27頁(yè)/共69頁(yè)雷達(dá)波的傳播幾何擴(kuò)散；散射；能量轉(zhuǎn)換；反射；

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牛牛文庫(kù)文檔分享第29頁(yè)/共69頁(yè)球面擴(kuò)散

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牛牛文庫(kù)文檔分享第34頁(yè)/共69頁(yè)探測(cè)深度與方法選擇

牛牛文庫(kù)文檔分享第35頁(yè)/共69頁(yè)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的有效深度地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)目標(biāo)體能力的相關(guān)因素：目標(biāo)體的性質(zhì)

能量在傳播過程中的損失

發(fā)射功率天線的中心頻率

牛牛文庫(kù)文檔分享第36頁(yè)/共69頁(yè)地質(zhì)雷達(dá)方法探測(cè)深度

牛牛文庫(kù)文檔分享第37頁(yè)/共69頁(yè)地質(zhì)雷達(dá)天線和應(yīng)用

牛牛文庫(kù)文檔分享第38頁(yè)/共69頁(yè)不同頻率天線探測(cè)地層分界面

牛牛文庫(kù)文檔分享第39頁(yè)/共69頁(yè)垂直分辨率

垂直分辨率：能夠分辨的兩個(gè)物體在垂直方向上的最小間隔。頻率越高，脈沖時(shí)間越短，分辨率越高；探測(cè)深度越淺。最小間隔：1/4波長(zhǎng),波長(zhǎng)可以利用天線的中心頻率f、電磁波在介質(zhì)中的傳播速度Vm計(jì)算出來

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牛牛文庫(kù)文檔分享第41頁(yè)/共69頁(yè)模糊區(qū)

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牛牛文庫(kù)文檔分享第50頁(yè)/共69頁(yè)電磁波能量傳播圖

牛牛文庫(kù)文檔分享第51頁(yè)/共69頁(yè)水平分辨率Fs=2[(Z+λ/4)2-Z2]1/2=2(λ2/2+λ2/16)1/2≈(2λZ)1/2≈V(tΔt)1/2

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牛牛文庫(kù)文檔分享第53頁(yè)/共69頁(yè)雷達(dá)波信號(hào)采樣方法

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牛牛文庫(kù)文檔分享第67頁(yè)/共69頁(yè)timetimeSampleTimePulseReceptionWindowPulseTransmissionRateVoltageReceiverOperationAnalogOnSamplingOnDigitalOffAnalogOffSamplingOffDigitalOnAnalog