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《电子科技大学》 2005年
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浅地层探地雷达中的信号处理技术研究

张春城  
【摘要】:探地雷达是一种通过利用地下介质的不连续性来探测地下目标的有效工具。由于探地雷达具有探测速度快、探测过程连续、操作方便灵活、分辨率高、不损坏被探测目标等特点,使其在国防、公安,公路、铁路、桥梁、隧道、机场建设,及探矿,地质考察,考古等方面得到了广泛应用。 随着探地雷达应用范围的推广,对其的研究也越来越多。近年每两年均举行一次专门的探地雷达国际会议,国内外各种学术期刊上也有较多探地雷达方面的论文发表。探地雷达的应用通常可分为深层,中层,浅层应用三种,浅层应用主要用于探测地雷,探测地下未爆炸武器,高速公路质量检测,机场跑道质量检测,房屋建设中的钢筋检测,桥梁、隧道建设中的钢筋检测,以及重要场合的特殊检测等方面。相比较而言,对浅地层应用的探地雷达的研究不如中深层应用的探地雷达成熟。浅地层应用对探地雷达的要求更高,要使浅地层探地雷达具有很好的性能,除了系统设计时考虑好雷达的各种参数,设计出性能良好的超宽带天线等方面外,信号处理技术也是一个非常重要的方面,本文研究的就是浅地层探地雷达中的信号处理技术。 本文在研究浅地层探地雷达信号处理技术时,主要研究了杂波抑制,合成孔径成像,自动目标检测与定位,目标识别等方面,对这些部分的研究不是孤立的进行,而是将各个部分联系在一起进行研究。针对这几个研究对象,本文的主要工作及创新点如下所述: 1.讨论了各种探地雷杂波抑制方法,并较详细的介绍了均值法去背景这种最常用的杂波抑制方法。提出了两种杂波抑制方法:一种是根据步进频率探地雷达信号特点提出的基于极值点定位的方法,该方法专门针对步进频率探地雷达。另一种是从浅地层探地雷达图像的特点出发,提出的一种基于图像处理技术抑制探地雷达杂波的方法,该方法通用性强。 2.分析了浅地层探地雷达合成孔径成像与普通雷达合成孔径成像的不同。研究了探地雷达合成孔径成像时的一个重要参数——波速的估计问题,提出了一种基于Hough变换的波速估计方法。在各种探地雷达合成孔径成像方法中,重点研究了基于微波全息成像的合成孔径成像方法和基于Stolt偏移的合成孔径成像方法。对基于微波全息成像的合成孔径成像方法,提出了两种快速实现方法。一种是在所提的基于图像处理技术抑制杂波的方法基础上提出
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TN957.51

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 花晓鸣;吴丰收;;地质雷达在水电站坝基工程中的应用研究[J];华北水利水电学院学报;2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 吴丰收;吴德胜;丁建芳;花晓鸣;;双层钢筋网混凝土的探地雷达探测模拟研究[A];第九届全国工程地质大会论文集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 高翔;浅埋地层探地雷达信号处理与目标识别研究[D];中国海洋大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李梅;基于FDTD的探地雷达地下目标体散射问题的研究[D];安徽理工大学;2011年
2 张景东;探地雷达FK滤波技术[D];国防科学技术大学;2010年
3 林志彬;超宽带步进频率脉冲雷达收发系统的设计与实现[D];国防科学技术大学;2010年
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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4 陈文超,师振盛,汪文秉,高静怀;小波变换在去除探地雷达信号直达波的应用[J];电波科学学报;2000年03期
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 郑本兴;屈建军;沈永平;牛清河;俞祁浩;赵爱国;;论库姆塔格沙漠羽毛状断裂的成因——“八一泉运动”及其与青藏高原隆升、气候变化的关系[J];冰川冻土;2012年03期
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6 杨连生;地质雷达在水利水电工程地质中的应用及探讨[J];长江职工大学学报;2003年01期
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8 张安学,蒋延生,陈文超,汪文秉;探地雷达有效口径和扫描点间距的实验研究[J];电波科学学报;2001年02期
9 张安学,蒋延生,汪文秉;探地雷达交叉测线目标搜索和成象方法的研究[J];电波科学学报;2002年01期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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3 唐佳;张家树;王杰;;脉冲制非合作照射源时差提取系统设计与实现[A];全国第一届嵌入式技术联合学术会议论文集[C];2006年
4 孙洪星;;实用矿山物探技术应用新进展与展望[A];中国科协2004年学术年会第16分会场论文集[C];2004年
5 李蘅;徐文;邓金灿;任基林;苏亚汝;;无序开采的勘查和再现[A];中国矿山地质与西部矿山资源开发研讨会论文集[C];2001年
6 何现启;朱自强;;几种探地雷达技术的比较与分析[A];当代矿山地质地球物理新进展[C];2004年
7 李蘅;徐文;邓金灿;任基林;苏亚汝;;无序开采的勘查和再现[A];中国实用矿山地质学(上册)[C];2010年
8 张钊;肖柏勋;龚育龄;;相控阵探地雷达仪器简介[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
9 谢尚平;张志勇;;探地雷达在铁路隧道检测中的应用[A];中国地球物理2010——中国地球物理学会第二十六届年会、中国地震学会第十三次学术大会论文集[C];2010年
10 胡文东;李艳春;郑广芬;丁建军;杨有林;孙银川;;宁夏干旱区强对流降水过程雷达图像纹理特征分析[A];第26届中国气象学会年会灾害天气事件的预警、预报及防灾减灾分会场论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 白旸;巴丹吉林沙漠高大沙山的内部结构及形成过程研究[D];兰州大学;2011年
2 邓毓博;机会网络中转发机制的理论研究与应用[D];兰州大学;2011年
3 张耀平;矿山空区诱发的岩移特征及覆盖层冒落效应研究[D];中南大学;2010年
4 林强;隧道支护体结构健康监测技术研究[D];长安大学;2010年
5 高翔;浅埋地层探地雷达信号处理与目标识别研究[D];中国海洋大学;2011年
6 邹爱民;低频段脉冲探地雷达技术研究[D];吉林大学;2011年
7 詹毅;复杂有耗色散地层中的FDTD方法以及在冲击探地雷达中的应用[D];西安电子科技大学;2000年
8 刘敦文;地下岩体工程灾害隐患雷达探测与控制研究[D];中南大学;2001年
9 张蓓;路面结构层材料介电特性及其厚度反演分析的系统识别方法——路面雷达关键技术研究[D];重庆大学;2003年
10 李太全;探地雷达天线系统的设计、实现与优化[D];武汉大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘雪冉;矿区复垦土壤压实特征及蘑菇料施用改良效果研究[D];山东农业大学;2010年
2 蒋玉英;电磁波仓外探测小麦水分含量反演研究[D];河南工业大学;2010年
3 周雄超;矿柱回采稳定性分析及地压显现规律研究[D];江西理工大学;2010年
4 牛长富;冲激探地雷达系统发射单元的研究与设计[D];沈阳工业大学;2011年
5 陈承申;探地雷达二维有限元正演模拟[D];中南大学;2011年
6 李梅;基于FDTD的探地雷达地下目标体散射问题的研究[D];安徽理工大学;2011年
7 张景东;探地雷达FK滤波技术[D];国防科学技术大学;2010年
8 肖莹;基于小波树结构及小波模糊特征的压缩感知方法研究[D];燕山大学;2011年
9 马双;超宽带电磁波测井若干关键技术研究[D];华中科技大学;2011年
10 郭小凤;地质雷达应用技术及雷达图像处理方法研究[D];中北大学;2012年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕夏,杜新妮,赵建章;对图像进行逻辑操作提取边缘线的方法[J];兵工自动化;1998年02期
2 袁运能,胡庆东,毛士艺;基于小波变换的干涉SAR图像的降噪方法[J];北京航空航天大学学报;1999年05期
3 种劲松,周孝宽,王宏琦;基于遗传算法的最佳熵阈值图像分割法[J];北京航空航天大学学报;1999年06期
4 黄德双,毛二可,韩月秋;小波变换应用于雷达信号处理的潜力和展望[J];北京理工大学学报;1995年02期
5 曾昭发;吴丰收;黄玲;刘凤山;孙继广;;自适应Chirplet变换及其在探地雷达目标探测中的应用(英文)[J];Applied Geophysics;2009年02期
6 刘彩云;陈忠;熊杰;;地震剖面图Wiggle曲线绘制与正振幅填充算法[J];成都大学学报(自然科学版);2008年04期
7 郭江;曹俊兴;何晓燕;;有耗色散地质介质中电磁波传播特性的FDTD计算分析[J];成都理工大学学报(自然科学版);2010年01期
8 秦巍,陈秀峰;成像测井井壁图像裂缝自动识别[J];测井技术;2001年01期
9 范国新;陈平;;探地雷达原理、设计思想及其实现——介绍一种工程实用化探地雷达[J];电波科学学报;1992年03期
10 陈文超,师振盛,汪文秉,高静怀;小波变换在去除探地雷达信号直达波的应用[J];电波科学学报;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 王磊;陆珉;黄春琳;李禹;;基于自适应检测的中值滤波法抑制探地雷达RFI[A];第十四届全国信号处理学术年会(CCSP-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
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5 孔令讲;浅地层探地雷达信号处理算法的研究[D];电子科技大学;2003年
6 李成方;探地雷达信息处理算法与信息管理系统研究[D];中国地质大学(北京);2006年
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8 雷文太;脉冲GPR高分辨成像算法研究[D];国防科学技术大学;2006年
9 金添;超宽带SAR浅埋目标成像与检测的理论和技术研究[D];国防科学技术大学;2007年
10 彭亮;全介质异向介质的等效介质理论、实现及应用[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪海波;大时带宽线性调频信号产生方法与系统实现技术研究[D];中国人民解放军国防科学技术大学;2002年
2 刘忻;探地雷达信号处理算法研究与实现[D];电子科技大学;2003年
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6 杨兆良;探地雷达信号处理及软件研制[D];电子科技大学;2005年
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8 冯兵;探地雷达系统的优化设计[D];电子科技大学;2006年
9 陈波;通用宽带信号源模块的设计与实现[D];国防科学技术大学;2005年
10 周超;探地雷达地下目标体散射问题的仿真研究[D];重庆大学;2006年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 韩春云;;地质雷达与动力触探在路基填筑质量检测中的应用研究[J];公路交通技术;2010年05期
2 向龙;戎凯;郭耀煌;;槽菁头隧道施工质量检测与管理[J];公路隧道;2008年01期
3 刘君;高林;;基于k-means算法的树根雷达图像数据处理研究[J];湖南农业科学;2012年09期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李梅;基于FDTD的探地雷达地下目标体散射问题的研究[D];安徽理工大学;2011年
2 林志彬;超宽带步进频率脉冲雷达收发系统的设计与实现[D];国防科学技术大学;2010年
3 顾赵宇;基于DDWS的雷达/干扰信号源设计与实现[D];国防科学技术大学;2010年
4 薛备;全数字宽带雷达信号产生技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
5 刘英利;地质雷达在工程物探中的应用研究[D];成都理工大学;2008年
6 李孟娟;隧道衬砌层位在探地雷达成像中的自动识别[D];昆明理工大学;2008年
7 王华;步进频率连续波探地雷达信号源设计与实现[D];国防科学技术大学;2009年
8 杨德虎;基于探地雷达的公路路面质量检测技术的研究[D];东北大学;2008年
9 胡波;相控阵探地雷达天线系统设计[D];安徽理工大学;2012年
10 廖明熙;基于TRM模型的UWB探测技术研究[D];华南理工大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 薛建,曾昭发,王者江,田钢;隧道掘进中掌子面前方岩石结构的超前预报[J];长春科技大学学报;2000年01期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 何茂兵;孙波;杨亚新;焦克勤;;探地雷达在冰川学中的应用研究:以天山1号冰川为例[A];中国地球物理学会年刊2002——中国地球物理学会第十八届年会论文集[C];2002年
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5 杨天春;易伟建;吕绍林;朱自强;伍永贵;;探地雷达在钢筋结构检测中的应用[A];当代矿山地质地球物理新进展[C];2004年
6 殷勇;朱大奎;王颖;葛晨东;I.Peter Martini;;海南岛东部博鳌地区沙坝-泻湖沉积体系演化及探地雷达(GPR)的应用[A];2001年全国沉积学大会摘要论文集[C];2001年
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中国重要报纸全文数据库 前10条
1 胡左;深层探地雷达可见百米地下[N];中国技术市场报;2010年
2 记者 胡左;我自主知识产权探地雷达可见百米地下[N];科技日报;2010年
3 记者 罗源源;探地雷达 给道路“做B超”[N];首都建设报;2011年
4 张基军;北京:国产探地雷达首次“探路”[N];中国交通报;2004年
5 王锦榕;探地雷达服务福建地灾评估[N];地质勘查导报;2008年
6 记者 李宇;燕大师生接触世界领先科技[N];秦皇岛日报;2007年
7 本报记者 金晓玲;看!“探地雷达”这样探路[N];辽宁日报;2009年
8 记者 许晓岚;能给地球做CT的深层探地雷达问世[N];内蒙古日报(汉);2010年
9 通讯员  王利军 俞凌枫 实习生 潘振华 记者  唐斌;杭州有了路面探地雷达[N];杭州日报;2006年
10 高雪鹏;稀有含水晶陨石出土,探地雷达立奇功[N];新华每日电讯;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张春城;浅地层探地雷达中的信号处理技术研究[D];电子科技大学;2005年
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4 高翔;浅埋地层探地雷达信号处理与目标识别研究[D];中国海洋大学;2011年
5 樊勇;前视探地雷达关键技术研究[D];电子科技大学;2009年
6 王萍;探地雷达检测土壤紧实性的实验研究和信号反演[D];中国矿业大学(北京);2010年
7 何瑞珍;探地雷达检测土壤物化质量的关键技术研究[D];中国矿业大学(北京);2011年
8 邹爱民;低频段脉冲探地雷达技术研究[D];吉林大学;2011年
9 张丽丽;探地雷达信号分辨率提高方法研究[D];吉林大学;2012年
10 陈洁;超宽带雷达信号处理及成像方法研究[D];中国科学院研究生院(电子学研究所);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周飞;仓外探测小麦密度及数量的反演研究[D];河南工业大学;2010年
2 王道平;探地雷达的时域仿真方法研究[D];安徽大学;2010年
3 刘永亮;探地雷达成像算法研究及实现[D];电子科技大学;2006年
4 屈义萍;冲击脉冲探地雷达发射与接收电路的设计[D];沈阳航空工业学院;2010年
5 刘忻;探地雷达信号处理算法研究与实现[D];电子科技大学;2003年
6 张立国;浅地层探地雷达信号处理机的DSP实现[D];电子科技大学;2003年
7 闫永斌;探地雷达图像识别与处理[D];北京化工大学;2008年
8 李鹏;探地雷达数据采集和显示的实现[D];电子科技大学;2004年
9 魏剑涛;探地雷达的分析和研究[D];大连理工大学;2000年
10 刘康;基于MATLAB的探地雷达数据处理研究及软件开发[D];中国地质大学(北京);2011年
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