[发明专利]车载阵列式雷达探测系统及快速工作方法

说明书

本发明公开了一种车载阵列式雷达探测系统及方法，采用阵列发射与阵列接收，通过控制发射单元的串并联组合实现不同主频电磁脉冲的输出，意在调整频率、改变探测深度与分辨能力；利用初步反演解释获取地下粗略波速，对单频矫正后的数据进行成像解释，获得初步成像结果，最后对不同频率雷达信号成像结果相关叠加，获得地下介质的三维成像。

技术领域

本发明涉及一种车载阵列式雷达探测系统及快速工作方法。

背景技术

在城市地下空间的开发过程中，地下空间施工在遭遇富水软弱土层、地下松散层、风化破碎岩体等不良地质时极易诱发地质灾害，威胁施工安全，甚至造成地表塌陷，地基失稳，进而波及城市地表人与设施安全。同时，在老城区改造的规划与施工之前，需要了解已有老旧地下管线和在建地下设施的实际埋藏位置与周边岩土体的性状，以便合理施工。

浅层地质雷探测作为一种地球物理探测手段，采用高频脉冲电磁波进行探测，其探测的结果具有的最大优越性体现在高分辨率上。同时，地址雷达采用高频发射器，采样和接收时间很短，因而可以高效率地进行探测，其天线不需要与地下接触，探测速度快，极大节省了人力物力。城市地表可通行区域以道路为主决定了城区内地质雷达探测探测需充分利用城市路面环境、提高作业效率、减少对城市正常生产生活的影响。因此，城区地质雷达探测应充分发挥汽车载具成本低廉、通行性好、安全可靠的优势。

目前，传统的地质雷达探测面临的主要挑战包括三个方面：“探测深度浅、探测区域小、信噪比低”具体来说，存在以下问题：

其一，传统的地质雷达多为单频发射，探测目标体的尺度和分辨率单一。对于埋深较深的目标体，探测结果的分辨率会大大降低。

其二，探测范围小，多为定向探测，探测区域只能局限于某一方向或范围。

其三，探测时无法有效处理环境噪声，信噪比低，数据质量差。由于城市环境复杂，传统地质雷达在探测时无法克服各种噪声和杂波的干扰，比如：发射和接收天线之间的耦合、多次波干扰、电台、雷电放电、太阳活动等外部电磁干扰，这些干扰对最后的探测结果会造成许多不利影响。

在此条件下，地质雷达探测系统应能同时对多个地下不同深度不同尺寸的目标体进行精确探测；应能够充分利用城市路面环境、提高作业效率；应能够记录、适应并克服城区道路与地形变化以及搭载平台在行进过程中的速度变化对探测结果的影响；同时还应具有能够针对城市人文噪声等其他噪声的抑噪方法与工作方式。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种车载阵列式雷达探测系统及快速工作方法。

本发明的第一目的是提供一种车载阵列式雷达探测系统，该系统采用阵列发射与阵列接收，通过控制发射单元的串并联组合实现不同主频电磁脉冲的输出，意在调整频率、改变探测深度与分辨能力。

本发明的第二目的是提供一种车载阵列式雷达探测快速工作方法，利用初步反演解释获取地下粗略波速，对单频矫正后的数据进行成像解释，获得初步成像结果，最后对不同频率雷达信号成像结果相关叠加，获得地下介质的三维成像。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种车载阵列式雷达探测系统，包括至少一移动式车载阵列式发射子系统、移动式车载阵列式观测子系统以及车体，其中：

所述车体上设置移动式车载阵列式发射子系统和移动式车载阵列式观测子系统，所述车体上搭载有收发天线、上位机以及记录雷达移动速度的速度记录模块；