[发明专利]一种多级滤波嵌套振幅增益的地质雷达信号恢复方法

说明书

本发明涉及一种多级滤波嵌套振幅增益的地质雷达信号恢复方法，包括：首先，对待处理的地质雷达数据进行前期编辑与修饰性处理后，进行一次宽频带滤波与振幅恢复，对信号进行整体信号增强；再根据地质雷达天线主频进行针对性主频滤波与信号增强，即可实现的目标信号与深部信号增强与提取。本发明可实现在信号衰减较快地区(如黄土地区)正常信号的恢复及雷达探测的深部信号恢复，亦可实现对孔洞、根系等特殊信号的增强与提取，进而大大提高地质雷达的精细化探测深度，可广泛应用于城市地下空间探测、根系探测、空洞探测、管道探测等浅层精细化探测领域的数据处理，是一种广谱性极高的信号恢复方法。

技术领域

本发明涉及雷达信号修复技术，尤其涉及一种多级滤波嵌套振幅增益的地质雷达信号恢复方法。

背景技术

地质雷达技术被广泛用于城市地下空间探测、管道探测、根系探测、基岩探测、黄土孔隙及其他工程勘查领域，具有轻便、快捷、探测精度高、分辨率高的特点，但由于其信号衰减较快，探测深度较浅一直是这项技术最大问题。

为了解决上述问题，业内人士主要通过采用相对较低的频段天线以达到探测更深的目的，但这是一种以牺牲分辨率为代价的方法，当对小目标进行探测时容易漏失相对应信号；若不牺牲分辨率则需要对深部信号进行恢复处理。实践表明，若进行单次信号恢复，深部信号大多无太大改观，若进行多次增益，则容易将干扰信号放大到与主信号在同一水平，为后期干扰信号消除与主信号保留造成极大困难。故而，在本领域内，开发有效的弱信号恢复技术以实现保分辨率的大深度勘探一直是地质雷达探测的一个前沿性课题。另外，一些特殊信号(如燕尾状信号)的提取与识别已依耐于较为有效的信号恢复技术，不恰当振幅恢复往往造成信号变形或呈现其他信号，进而影响对特殊目标体的识别。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种多级滤波嵌套振幅增益的地质雷达信号恢复方法，其解决了在地质雷达勘探中弱雷达信号与深部雷达信号无法正确恢复的技术问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：本发明实施例提供一种多级滤波嵌套振幅增益的地质雷达信号恢复方法，包括：

S1、对前期处理后的地质雷达数据的剖面进行能量衰减反向增益的处理，获得一次整体信号恢复的数据一；

S2、对所述数据一进行一维截断滤波，获取去除超高频和超低频信号的数据二；

S3、根据目标数据的属性选择对应目标信号的增益处理技术，对所述数据二进行增益处理，获取增益处理后的数据二；

S4、采用指定频率的带通滤波对增益处理后的数据二进行处理，获取恢复有深部信号和弱信号的地质雷达数据，所述地质雷达数据中包括所述目标数据。

可选地，S2中一维截断滤波对应滤波器的频率设置为所用地质雷达天线主频的1/10-5倍之间。

可选地，在S3中，若目标信号为水平层状的信号或斜向的信号，则采用能量衰减反向增益技术进行增益处理；

若目标信号为燕尾状的信号，则采用几何发散补偿增益技术进行增益处理。

可选地，在S4中，以雷达天线主频为中心，设置带通滤波对应滤波器的低频剪切频率F1在0.6-0.7倍所用的地质雷达天线主频之间，设置带通滤波对应滤波器的低通频率F2为0.8-0.9倍主频，设置带通滤波对应滤波器的高通频率F3为1.4-1.6倍主频之间，设置带通滤波对应滤波器的高频剪切频率F4为2.0-2.2倍主频之间，其中，F1F2F3F4；

相应地，采用指定频率的带通滤波包括：低频剪切频率F1、低通频率F2、高通频率F3和高频剪切频率F4的带通滤波。

可选地，S1之前，方法还包括：