[发明专利]基于双频反投影法的探地雷达目标位置预测方法

说明书

本发明公开了基于双频反投影法的探地雷达目标位置预测方法，包括：采用两种不同频率、且具有定位信息的探地雷达对目标区域同时进行检测，并分别采集获得探地雷达数据；对探地雷达数据进行预处理；根据探地雷达数据的主瓣信息，求取响应幅度，并得到还原位置信息后的雷达图像；根据探地雷达的定位信息和雷达图像位置，还原目标区域内的目标物体位置信息；叠加两种不同频率的探地雷达的雷达图像，并得到目标物体真实的位置。通过上述方案，本发明具有逻辑简单、准确可靠等优点，在探地雷达处理技术领域具有很高的实用价值和推广价值。

技术领域

本发明涉及探地雷达处理技术领域，尤其是基于双频反投影法的探地雷达目标位置预测方法。

背景技术

探地雷达(Ground Penetrating Radar)是利用电磁波探测地下目标，通过分析目标信号的特征来提取目标的性质、形状等信息。在现有的技术中，可以实现地下目标探测的技术有很多，例如核、重力场、电磁感应和超声波等。但探地雷达(GPR)在应用时有明显的优越性，相比于其他技术，它的优越性具体表现在探测费用低、探测速度快、探测过程连续、探测目标范围广(可以探测非金属和金属)、分辨率高、操作方便灵活等。近年来，探地雷达一直是国际学术讨论的热点之一。它在国防、公路、城市建设、公安、铁路、运输、矿山、机场、考古、隧道、水利等诸多领域得到了很大的关注，在各个领域，探地雷达都表现出了十分广阔的应用前景。

探地雷达的探测深度及探测分辨率与雷达天线的发射频率有关。一般来说，雷达天线的发射频率越高，则探地深度越浅，探测分辨率越高，而实际需要的是探测深度足够的情况下，探测分辨率高。因此，在部分场景中，会考虑使用多种频率的探地雷达进行探测，在深度和探测分辨率上进行综合考虑，从而对目标位置进行预测。

然而，探地雷达在工作时，其工作环境复杂多变，导致接收机接收到的回波信号包含各种各样的背景杂波以及包含目标信息的衍射和多次反射，使得辨认目标正确位置的回波十分困难，这就需要抑制非目标波束，以提取所需的目标回波信号。因此，还原目标原始波形，从而预测目标位置是探地雷达图形解译分析的重要工作。

因此，急需要提出一种逻辑简单、准确可靠的基于双频反投影法的探地雷达目标位置预测方法，以利用同一个区域不同频率探地雷达的信息来进行目标位置预测，保证最终预测效果的精确性。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供基于双频反投影法的探地雷达目标位置预测方法，本发明采用的技术方案如下：

基于双频反投影法的探地雷达目标位置预测方法，其包括以下步骤：

采用两种不同频率、且具有定位信息的探地雷达对目标区域同时进行检测，并分别采集获得探地雷达数据；

对探地雷达数据进行预处理；

根据探地雷达数据的主瓣信息，求取响应幅度，并得到还原位置信息后的雷达图像；

根据探地雷达的定位信息和雷达图像位置，还原目标区域内的目标物体位置信息；

叠加两种不同频率的探地雷达的雷达图像，并得到目标物体真实的位置。

优选地，对探地雷达数据进行预处理，包括零点调节、零偏去除、背景消除、数据滤波和图像增强。

进一步地，根据探地雷达数据的主瓣信息，求取响应幅度，并得到还原位置信息后的雷达图像，包括以下步骤：

所述响应幅度为任一探地雷达数据的采样点实际上的幅度值，其表达式为：

RA_A,k＝Ascan_k(t＝t_A,k)

其中，RA_A,k表示第k个探地雷达数据上第A个采样点的响应幅度；