[发明专利]一种三维多源探地雷达设备及方法

权利要求书

1.一种三维多源探地雷达方法，其特征在于，包括：

针对多源探地雷达设置多组超级源，每组超级源包括多个独立场源随机编码序列，每一场源随机编码序列对应所述探地雷达的一激发天线，所述场源随机编码序列包括：场源位置随机编码、极性随机编码、振幅随机编码和相位随机编码；

将超级源包含的场源随机编码序列输出至对应的激发天线，以使激发天线依据接收的场源随机编码序列向地下介质发射高频电磁波脉冲，每组超级源对应一发射轮次；

利用多通道接收天线，接收地下介质对所述高频电磁波脉冲的反射回波信号；

以各接收天线接收的多道、多偏移距反射回波信号作为多道、多偏移距反演过程的输入，进行反演成像，得到地下介质的成像结果；

所述方法还包括：

存储生成的场源随机编码序列以作为所述反演成像的场源参数；

所述以各接收天线接收的多道、多偏移距反射回波信号作为多道、多偏移距反演过程的输入，进行反演成像，得到地下介质的反演成像结果，包括：

以各接收天线接收的多道、多偏移距反射回波信号作为多道、多偏移距反演模型的输入；

基于频率域中的正演电磁波场，利用线性化采样算子对正演电磁波场进行线性采样，得到合成数据，利用伴随状态方程，基于合成数据和观测数据计算伴随波场；

基于频率域中的正演电磁波场以及伴随波场，计算目标函数梯度；

基于所述目标函数梯度，利用有限存储的L-BFGS算法计算近似海瑟矩阵的逆；

基于所述目标函数梯度以及所述近似海瑟矩阵的逆，确定所述多道、多偏移距反演模型参数的更新方向；

依据更新方向，通过非精确线搜索更新所述多道、多偏移距反演模型参数；

判断是否达到设置的最大迭代次数或到达残差阈值，若是，输出反演成像结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用下式计算所述频率域中的正演电磁波场：

A(m_k)E_y＝s

式中，

A(m_k)为输入模型相关的阻抗矩阵；

m_k为第k次迭代时的模型参数；

E_y为正演电磁波场；

s为超级源。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用下式计算所述合成数据：

d_cal＝pE_y

式中，

d_cal为合成数据；

p为线性化采样算子。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用下式计算所述伴随波场：

式中，

A^T为阻抗矩阵的转置；

为伴随波场；

p^*为线性化采样算子的共轭逆算子；

d_obs为观测数据。