[发明专利]一种基于CMP模型与参数搜索OMP算法的分层介质参数反演方法

权利要求书

1.一种基于CMP模型与参数搜索OMP算法的分层介质参数反演方法，其特征在于该方法的步骤包括：

步骤1，构建多层CMP模型的传播时延；

步骤2，根据步骤1构建的传播时延，构建多层CMP模型的稀疏向量；

步骤3，根据步骤2得到的多层CMP模型的稀疏向量，构建多层CMP稀疏模型；

步骤4，根据步骤3构建的多层CMP稀疏模型利用OMP算法进行参数反演，得到反演参数；

步骤5，根据步骤4得到的反演参数对道路结构的检测进行指导。

2.根据权利要求1所述的一种基于CMP模型与参数搜索OMP算法的分层介质参数反演方法，其特征在于：

所述的步骤1中，构建多层CMP模型的传播时延的方法为：

第1个分层界面反射波的传播时延为：

其中，d₁,ε_r1分别表示第一层介质的厚度与相对介电常数，c表示光速，2L_j表示第j道A-scan的天线收发间距，n表示探地雷达测量的A-scan道数；

第K个分层界面反射波的传播时延表示为：

其中，d_k,ε_rk分别表示第k层介质的厚度与相对介电常数，x₁,x₂,...,x_K表示电磁波在第1,2，...K个分层介质内的横向偏移距离。

3.根据权利要求2所述的一种基于CMP模型与参数搜索OMP算法的分层介质参数反演方法，其特征在于：

所述的x₁,x₂,...,x_K的确定方法为：

4.根据权利要求1-3任一所述的一种基于CMP模型与参数搜索OMP算法的分层介质参数反演方法，其特征在于：

所述的步骤2中，构建多层CMP模型的稀疏向量的方法为：

基于单层CMP模型，k＝1，假设第1层介质参数分别为d＝[d_1,1,d_1,2,...,d_1,M1]，其中M₁,M₂分别为厚度与等效介电常数的网格点数，离散间隔分别为Δd₁,Δε_r1，则介质参数组合表示为[(d_1,1,ε_r1,1),(d_1,1,ε_r1,2),...,(d_1,1,ε_r1,M2),(d_1,2,ε_r1,1)...,(d_1,M1,ε_r1,M2)]，反射波时延表示为：

F₁＝[T₁(d_1,1,ε_r1,1,L_j),T₁(d_1,1,ε_r1,2,L_j),...,T₁(d_1,1,ε_r1,M2,L_j),T₁(d_1,2,ε_r1,1,L_j)...,T₁(d_1,M1,ε_r1,M2,L_j)]

基于K层CMP模型，假设已知前K-1层介质的厚度与相对介电常数，其中k＝K，设第K层介质的厚度与相对介电常数分别为d＝[d_K,1,d_K,2,...,d_K,M1]，离散间隔分别为Δd_K,Δε_rK，则介质参数为[(d_K,1,ε_rK,1),(d_K,1,ε_rK,2),...,(d_K,1,ε_rK,M2),(d_K,2,ε_rK,1)...,(d_K,M1,ε_rK,M2)]，反射波时延表示为：

F_K＝[T_K(d_K,1,ε_rK,1,L_j),T_K(d_K,1,ε_rK,2,L_j),...,T_K(d_K,1,ε_rK,M2,L_j),T_K(d_K,2,ε_rK,1,L_j)...,T_K(d_K,M1,ε_rK,M2,L_j)]

其中，反射时延中涉及的折射点位置由前K-1层介质参数与第K层假设参数联合计算得到；

根据CMP模型推导得到的反射波时延集合F_K，K层CMP模型的稀疏向量表示为：

其中，N为频域采样点数，f₁,f₂,...,f_N为频域采样值，且f_i＝f₁+(i-1)Δf，f_i表示第i个频点采样值，Δf为频域采样间隔。