介紹探地探地雷達的幾種測量方式

發布時間：2019-02-18瀏覽次數：1970返回列表

探地雷達多采用天線向探測目標發射頻脈沖電磁波來行探測。通常探測目標深度滿足于遠場條件，可近似看做是以平面波形式傳播。平面波的化是空間給定點上場矢量方向隨時間的變化特征。通常可分為線化、圓化和橢圓化三種類型。波的化是電磁波的個重要特性，不同化方式的波有著不同的程應用。當地下介質存在各向異性時，以線化方式入射的平面波．其反射回波可能轉變成橢圓化方式。因此，通過研究雷達波化方式的變化可以獲得與地下介質物性相關的信息。是利用天線發射和接收頻電磁波來探測介質內物質特性和分布規律的種地物理方法。探地雷達早期有多種叫法．如地面探測雷達、地下雷達、地質雷達、脈沖雷達、表面穿透雷達等，都是面向地質勘探目標、利用頻脈沖電磁探測地質目標內結構的種電磁波方法。下面我們來介紹下介紹探地探地雷達的幾種測量方式。
頻電磁波運動學特征與彈性波類似。因而地震勘探的數據采集方式也被借鑒用于探地雷達的野外采集作中。包括反射、折射和透射波法。折射波法目前用得較少，這里只介紹常用反射和透射波法幾種測量方式。某些雷達系統的頻雷達天線，發射和接收天線固定間距封裝在個盒子中，無法實施變偏移距的共中心點法(CMP)或透射法測量，只能采用剖面法測量。而另些類型的系統，特別是低頻雷達天線(50、100、200MHz)，多采用分立板狀天線，可靈活采用變偏移距或透射測量。
透射波法
透射波法主要測量穿透過測量對象的直達波到達時間而計算出雷達波速度，通過穿透過測量對象的雷達波速度差異判斷測量對象的質量。因此透射波法要求發射和接收天線分立于測量對象的兩側。由于只解釋和計算zui早到達的直達波，波形識別和計算相對簡單。透射波法主要用于程中墻體、柱體、橋墩、樁的質量檢測以及井中雷達測量。井中雷達測量需要預布置兩個井孔，類似于地震跨孔測量。透射波法也可采用層析成像的觀測方式作，從而獲得細的孔間介質速度成像。
剖面法
剖面法是zui常用的探地雷達觀測方式，類似于地震勘探中共偏移采集方式，即發射天線和接收天線以同定天線間距、按定測量步距(測點距)沿測量剖面順序移動并采集數據，從而得到整個剖面上的雷達記錄。這是目前大多數雷達系統常用的觀測方式，只需要發射和接收兩個通道，系統設計相對簡單。剖面法的優點是剖面成果不需要或只需行簡單的處理就可用于解釋，能直觀得到測量成果，非常適合于急需快速提供測量結果的場合。
寬角法
寬角法有兩種作方式：種方式是個天線在某點固定不動(不論發射或接收天線)；另天線按等間隔沿測線移動并采集數據，得到的記錄相當于地震勘探中共炮點記錄(CSP)。另種方式是以地面某點為中心點，發射天線和接收天線對稱分置于中心點兩側，按定間隔沿測線向兩側順序移動并采集數據．得到的記錄類似于地震勘探中共中心點記錄(CMP)，當地下界面水平時類似于共深度點記錄(CDP)。
采用寬角法測量的目的：是求取地下介質的雷達波速度，為時深轉換和數據解釋提供資料。二是實現水平多次疊加，提信噪比。采用這種測量方式沿剖面行多點測量，與地震勘探類似，可以通過動、靜校正和水平疊加處理獲得信噪比雷達資料，同時可以增加勘探深度。
三維測量方式
隨著勘探目標要求的提，二維剖面測量所能給出剖面上異常目標的埋深、范圍等信息已不能滿足業界對探測目標延伸走向、空間變化等詳細信息的要求。考古目標的規模相對較小，二維剖面法很難使測線正好跨過探測對象，剖面異常的解釋也是問題。因此開展三維雷達勘探是考古地物理應用的趨勢和方向，些商用雷達系統從硬件設備到處理軟件都能夠支持三維雷達勘探。
目前探地雷達三維勘探是種偽三維勘探設計，即采用多條二維剖面組合形成面積性三維數據體，再通過軟件處理和顯示。對于目前只有個發射天線和個接收天線的雷達系統。這種偽三維設計也是種不錯的替代。隨著電子術發展，多通道儀器設備出現將會帶來三維雷達勘探術的革命。
從效率上講，剖面法點測的低效率也制約著三維雷達的應用，些公司采用SMARTCART(小推車)配備里程計或GPS定位系統，這樣可實現快速移動采集。大大提三維數據采集效率。

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