《2022年地质雷达现场采集工作 .pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年地质雷达现场采集工作 .pdf（5页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第四讲地质雷达现场采集工作进行雷达现场探测要关注下列各环节：估计探测对象的性质特点，布置测线、 进行现场纪录、选择相应的天线，设置雷达采集参数，进行简单现场采集实验，估计岩土和工程介质电磁波速，改进采集效果，正式进行探测采集。4.1 探测目的与目标探测对象特点分析对于制定勘测方案、选择合适天线、 设置仪器参数等事项都是非常重要， 它是取得良好探测结果的基础。 对象特点包括对象的埋深和要探测的深度、对象的形状大小、介质环境特点、地下水位、目标与环境的电导率与介电常数等电磁特性。 在此基础上进行测线走向、 间距的设计，仪器参数的选择。一个地质雷达探测探测项目都会有确定的检测对象，明确的检测目的和要
2、求。从这些目的要求中应该特别清楚地明确下列要点，以便正确设置仪器参数和合理布置测线。这些要点包括：探测目标深度；探测目标水平尺度；目标是二度体还是三度体；要求的分辨率；目标与环境电磁向值差异的大小；探测深度关系到雷达时间窗口的大小；目标的水平尺度和要求的分辨率决定测线的间距，二度、三度体对应测线布置方案； 目变与环境的电磁性质差异大小决定选取多大的转换位数。这些在进入现场后、开始工作前要确定下来。.测线布置与标记测线布置对于取得满意的探测结果十分关键，如果观测系统不当， 虽作了工作但补一定能取得满意结果。 测线布设应该注意两点， 一个是关注探测的目标是二度体还是三度体。如果是二度体，测线应该彼
3、此平行、垂直目标轴向布设；如果是三度体， 测线应该按网格状布设。 另一点是关注探测目标水平尺度的大小及要求的水平分辨， 即要求水平方向探测目标的最小尺度。两者有时是相同的， 单大多数场合是不同的。测线的间距应该同时小于或等于目标尺度与分辨率尺度，以方目标露测。 这野外施工中为了节省时间有时测线间距很大，这就有露测的危险。二度体探测剖面布置三度体探测剖面布置名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 测量中要做好场地标记和纪录
4、打标。 场地标记包括测线标记和测线上距离标记。同时，雷达记录里的标记要与场地标记相一致。.观测场地与环境记录观测现场纪录和重要，它是资料解释的基础。 有些环境干扰信号被记录下来，如电线杆反射、 侧面墙反射、 金属物品反射等， 如不参考现场记录很容易被错判为地下异常体。现场纪录的要点是把那些可能产生反射干扰的第物都记录下来，注明它们的性质、与测线的距离、位置关系等。.采集参数的选择现场测量开始前应该对雷达的采集参数进行设定，这一工作最好在进入现场前在室内完成， 进入现场后可根据情况略加调整。参数设定的内容包括时间窗口大小、扫描样点数、每秒扫描数、转换位数、增益点数等内容。参数设置的是否合理影响到
5、记录数据的质量，至关重要。参数设置在雷达采集状态下用箭头键实现。SIR-2 雷达主机探测深度与时窗长度探测深度的选取是头等重要的， 既不要选得太小丢掉重要数据， 也不要选得太大降低垂向分辨率。 一般选取探测深度H 为目标深度的 1.5 倍。根据探测深度H 和介电常数 确定采样时窗长度（ Range/ns ） ：Range= 2H()1/2/0.3(ns)= 6.6 H()1/2(ns) 例如对于地层岩性为含水砂层时，介电常数为25，探测深度为 3m时，时窗长度应选为 100ns，时窗选择略有富余，宁大勿小。 A/D采样分辨率：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -
6、 - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 雷达的 A/D 转换有 8Bit 、16Bit 、24Bit 可供选用。选择 24Bit 动态大，强弱反射信号都能记录下来，探测深度大、时窗长时采用。16Bit ，动态中等，中高频天线、探测 2-5m 时采用；选择 8Bit 动态小，采集速度快，探测深度小于1m 、时窗小时采用； 扫描样点数扫描样点数 Samples/Scan 有 128、256、512、1024、2048/scan 可供选用，为保证高的垂向分辨， 在容许的情况下尽量选大。 对于不
7、同的天线频率Fa、不同的时窗长度 Range ，选择样点数 Samples应满足下列关系：Samples10-8*Range*Fa 该关系保证在使用的频率下一个波形有10个采样点。 例如对于 900MHZ 天线，40ns 采样长度的时窗， 要求每扫描道样点数大于360Sanples/Scan ，可以选择接近的值 512。 对于 100MHZ 天线， 500ns采样长度，样点数应大于 500Sanples/ Scan,可以取 512 或 1024。样点数大对提高资料的质量有利，但耗时较大，影响前进速度。 扫描速率 Scans/S：扫描速率是定义每秒钟雷达采集多少扫描线记录，扫描速率大时采集密集，
8、天线的移动速度可增大， 因而可以尽可能的选大。 但是它受仪器能力的限制。 对于一种类型的雷达，他的A/D 采样位数、扫描样点数和扫描速度三者的乘积应为常数。当扫描速率 Scans/s 决定后，要认真估算天线移动速度TV 。估算移动速度的原则是要保证最小探测目标（SOB ）内只少有 20 条扫描线记录： TVScans*SOB/20 例如探测目标最小尺度为10cm 、扫描速率 64Scans/s 时, 推算天线运动速度应小于 32cm/s，相当于0.5cm/scan 。如果最小目标为0.5m, 则天线移动速度可达1.5m/s 。 增益点数的选择：增益点的作用是使记录线上不同时段有不同放大倍数，使
9、各段的信号都能清楚的显现出来，增益点的位置最好是在反射信号出现的时段附近。SIR 型雷达设计的增益点从 2 到 8 个，时窗短时选 2点增益， 时窗长时选 4 或 5 足以。点之间的增益是线性变化的， 增益的变化是平滑的。 增益大小的调节是使多数反射信号强度达到满度的 60%-70% ，增益太大将造成削顶，增益太小将丢失弱小信号。 滤波设置：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 滤波设置是为了改善记录质量。 滤波分垂向
10、滤波和水平滤波。 垂向滤波分高通和低通，高通频率选为天线频率的1/6 ，高于这个频率的信号顺利通过，相当于带通滤波器里的低截频率。 垂向低通频率选为天线频率的2倍，低于该频率的波顺利通过，相当于带通滤波器里的高截频率。水平滤波分水平平滑和背景剔除，目的是消除仪器和环境的背景干扰。水平平滑通常取 3 道平滑，背景剔除功能只在回放时起作用。选择合适的采集方式：雷达的采集方式有多种，对SIR 仪器有连续采集、逐点采集、控制轮采集。连续采集是最常用的采集方式，具有工作效率高的特点， 便于界面连续追踪。 逐点采集一般在表面起伏变化大的情况下采用，或是使用低频拉杆天线时采用。 控制轮采集是通过控制论行走为
11、记录打标记，资料位置标记均匀准确， 一般在表面平整的机场跑道、高速公路路面等场合采用。选择适宜的显示方式：雷达显示是现场观察探测结果的只管展示，仪器预设了几个可供选择的彩色显示方式， 可以根据不同对象选用， 通过比较选择效果最好的方案。显示方案的振幅分成 16 等级，正幅值 8级，负值 8 级。对 16 级的不同分法形成了三种显示方案。第一种方案是线性分割， 第二种方案是平方根分割， 第三种方案是按平方分割。第一种方案在大多数情况下采用，第二种方案在要求突出弱信号时采用，第三种方案在需要反映主要强反射界面时采用。正常数据采集工作程序正常数据采集工作中并非每次都需要对所有仪器参数进行重新设置。雷
12、达仪器有记忆，上次设定的采集参数仍在起作用。同时硬盘上存有不同天线对应的参数文件，可以根据需要调用。如果某些参数需要修改，可以调出来修改。应该特别注意下列几点：a 核定采样窗口长度；b.核定增益点设置；c.确定采集时硬盘写打开；d.选择显示效果；4.5 波速与介电常数的估计与标定电磁波速度的估计很重要，它是进行准确时深转换的基础，对于确定反射体的深度至关重要，测量中要给予特别的关注。可以有不同方法估算电磁波速：a根据地层类型和含水情况使用参考速度值；b利用已知埋深物体的反射走时求波速；c利用一个孤立反射体，其垂直反射走时T1，偏移观测走时 T2，偏移距 x，计算深度 H 和波速 V：H=X/(
13、T2/T1)1/2-1)-1/2V=2H/T1 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 孤立反射体埋深与环境介质速度模型d. 作共深度点剖面（ CDP） ，用计算方法求波速。具体做法如下：CDP 中心点垂直反射的走时Td，以中心点为对称的发射与接收天线间距离为X，反射走时为 Tx，波速 V 与深度 H 的计算公式如下：V=X/(TX2-Td2)-1/2H=V*Td/2 4.6 环境干扰和界面波相的参考记录雷达现场探测时，为有效、可靠识地识别第一个界面反射波和区分环境干扰波，要将天线远离界面和靠近界面、向左和向右反复移动几次，第一个界面反射波走时会回发生同步变化，后向的环境干扰波形会发生反向变化，将这些记录下来，以资资料分析解释时使用。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -