[发明专利]一种探地雷达快速探测道路工程混凝土垫层厚度分析方法

权利要求书

1.一种探地雷达快速探测道路工程混凝土垫层厚度分析方法，其特征在于，所述探地雷达快速探测道路工程混凝土垫层厚度分析方法包括：

通过数据采集模块采用剖面法探测项目区道路工程雷达图像，通过现场道路取芯情况对电磁波速度进行修正，得到特定配比下的混凝土的电磁波速度为v2数据；具体包括：

1)探测的项目区道路工程雷达图像时频重叠MASK的信号模型为：

其中，N为时频重叠信号的信号分量个数，n(t)是加性高斯白噪声，s_i(t)为时频重叠信号的信号分量，表示为式中A_i表示信号分量的幅度，a_i(m)表示信号分量的码元符号，p(t)表示成型滤波函数，T_i表示信号分量的码元周期，f_ci表示信号分量的载波频率，表示信号分量的相位；

对进行非线性变换，

得到：y(t)为：

y(t)＝x(t)+n(t)；

其中，x(t)为数字调制信号，n(t)为服从标准SαS分布的脉冲噪声，x(t)的解析形式表示为：

其中，N为采样点数，a_n为发送的信息符号，在MASK信号中，a_n＝0，1，2，…，M-1，M为调制阶数，a_n＝e^j2πε/M，ε＝0,1,2,…,M-1，g(t)表示矩形成型脉冲，T_b表示符号周期，f_c表示载波频率，载波初始相位是在[0,2π]内均匀分布的随机数；

2)构造n个信号的多径空间为：

X_ref＝[X_ref1 X_ref2...X_refn]；

其中，Q为采样点数，K为最大时延，由最大探测距离R_max/c得到，其中x_reci(t)为参考信号，R_max为最大探测距离，c为光速；

3)然后利用最小二乘法原理抑制直达波及其多径，将求min||S_sur-X_ref·α||²转化为求得出：

代入α_estim，解得：

其中，S_sur为回波通道信号，α为自适应权值，α_estim为α的估计值，为X_ref的转置，S_other为回波通道中最终所剩的回波和噪声；

主控模块通过数据去噪模块对探地雷达数据进行去噪处理；通过厚度测量模块在EKKO-Project软件中通过增益减益处理分清项目区道路的表层与垫层，测量在电磁波速度v2下的道路平整度与混凝土垫层厚度h；

混凝土垫层厚度h的数据测量中，需对厚度h误差参数进行处理，具体包括：

利用傅里叶逆变换，将频域测得的散射参数变换到时域，得到时域冲击响应，反射参数对应时域反射响应，传输参数对应时域传输响应；

根据反射响应和传输响应中前两个脉冲在时间轴上的位置，分别构造四个时域选通函数；

利用选通函数，对时域的反射响应和传输响应进行选通，分别提取出反射响应和传输响应中的前两个脉冲；

将时域选通后的时域脉冲分别通过傅里叶变换，得到频域选通数据；

频域选通数据中包含EKKO-Project软件中被测混凝土垫层的信息，利用得到的信息，根据公式构造补偿因子F_cf(i)；利用下面的公式，构造补偿因子F_cf(i)：

(i＝1,2…)

G₁(i)～G₄(i)是在上步中得到的频域选通数据；

R(i)是比率因子；

F_cf(i)补偿因子；

利用遮蔽补偿公式，得到没有遮蔽误差的反射参数F_S11(i)和传输参数F_S21(i)；

通过建模模块构建探地雷达系统的模型；通过数据存储模块存储探地雷达测量的数据信息。