几种探地雷达的对比研究-煤田地质与勘探编辑部.PDF

维普资讯 第 30卷 第 4期 煤 田地质与勘探 2002年 8月 C0 GE0I媚 Y ＆EXPLDRATION ·49 · 文章编号 ：1001．1986(2002)04．0049．02 几种探地雷达 的对 比研究 刘传孝，蒋金泉，杨永杰，谭云亮 (山东科技大学，山东 泰安 271019) 摘要 ：通过对几种探地雷达技术的机理 、性能和探测效果进行对比研究，得 出了它们的共性和各 自 特点，对探地雷达技术的发展具有参考价值。 关 键 词 ：探地雷达；电磁波；同相轴 ；目的体 中图分类号：P412．25 P624 文献标识码 ：A 深度 。 1 概述 2．1．2 探测方法相 同 探地雷达 (GroundPenetratingRadar)是一种适宜 探地雷达为便携式仪器，是一种无损探测手段， 现场作业的轻便工具。当前的探地雷达主要有加拿 可容易地实现重复探测 。对地质构造测绘填 图、隐 大PulseEKKO系列、美 国SIR系列、日本 GEORA． 蔽孑L洞探测 、地下管缆定位 、路面质检和水下 目标探 DAR系列 、瑞典 RAMAC钻孑L雷达系统 、国产 LTD系 测等，均适合采用探地雷达技术 。在确定的探测范 列等。探地雷达是一种无损探测手段 ，具有可程序 围内选择具有代表性的区段布置探测区，沿探测线 高次叠加和多波形处理等信号恢复技术，是当前国 将雷达图像记录下来，利用探地雷达可以连续探测 际上最先进的地球物理勘探手段之一l】。。 的特点，亦可将多条测线连接起来以利于分析比较， 雷达反射回波信号记录了剖面所穿过的介质物性或 2 几种探地雷达的比较研究 结构的总体组成形态，经初步分析后再进行有针对 2．1 相似性 性的重复探测 。 2．1．1 仪器组成及探测原理相 同 2．1．3 相 同的理论解释基础 探地雷达仪器组成如图 1所示 ¨-。探地雷达图 从反射波的连续性看，电磁波在正常衰减过程 像解释的基础是研究电磁波的传播特性，因此主要 中因遇到较强的反射界面时其波幅会骤然增加，之 是通过找寻反射界面来判断得出目的体的几何形状 后迅速恢复正常变化规律。由于雷达剖面记录图记 和物理特征 。记录到的电磁波双程走时及波幅、同 录的是电磁波的反射回波信号，所以两侧介质物性 相轴等波形资料反映了反射界面或 目的体的深度位 差异较大的界面将产生较强的反射信号而被雷达的 置及几何形态。介质的电性差异和物性差异成为衡 接受天线拾取；同样若 目的体中存在有许多杂乱无 量探地雷达适用与否的主要标准，介质 问的物性差 章的界面，雷达接受到这些界面的反射回波信号不 异越大，二者间的界面越易于分辨 。电磁波在介质 仅强度较弱 (波幅小)，而且杂乱无序 、同相轴不连 中传播的双程走时为： 续。上述两特征足以用来准确解释 目的体特征。 t= 4z+ ／ (1) 2．2 性能对 比 式中 t—— 电磁波双程走时，ns； 三种探地雷达的部分性能指标列于表 1中。 z——反射界面深度位置 ，m； f — — 天线间距 ，m；