文档介绍：小波变换在探地雷达数据处理中应用研究
探地雷达观测数据为由电磁回波组成的时间与空间的数据集，单道数据以天线频率为中心具有一定带宽。这种电磁回波易受环境背景的电磁干扰，利用时频分析方法去噪是雷达信号的数据处理研究的热点问题。小波变换在探地雷达数据处理中应用研究
探地雷达观测数据为由电磁回波组成的时间与空间的数据集，单道数据以天线频率为中心具有一定带宽。这种电磁回波易受环境背景的电磁干扰，利用时频分析方法去噪是雷达信号的数据处理研究的热点问题。本文介绍了探地雷达原理和一维小波变换多尺度分析的原理，选择小波分析方法探讨了雷达信号高通、低通及带通滤波方法；试算实例表明小波变换在滤波方面具有优越性，适合用于探地雷达的信号处理，具有广泛的应用前景。
目录
1 探地雷达原理与信号建模
探地雷达探测技术原理
雷达电磁波在介质中的传播特性
探地雷达的干扰波分析
基本模型
2小波原理与在GPR数据处理中的引入
小波变换及多尺度分析方法原理
小波在GPR数据处理中的引入
3 数据处理
低频滤波
高通滤波
带通滤波
水平背景去除
1 探地雷达原理与信号建模
探地雷达探测技术原理
探地雷达的干扰波分析
电磁波为球面波，因此在探地雷达发射天线发射的电磁波是全空间的，电磁波向三维空间传播。这就产生了多种干扰波，主要包括：空气回波、多次波、电磁干扰。
空气回波
图2 地物在雷达剖面上反映示意图
图 3 　多线架空输电线路干扰
多次波
（1）强反射界面和物体特征
天线通过地表金属物时会产生强反射，在探地雷达剖面上反映为强能量同相轴出现
（2 ）耦合效应引起的干扰特征
耦合效应引起的干扰波振幅、频率特征接近发射电磁波，在剖面垂向延续时间长
（3）地表含水量引起的干扰特征
表现为反射波比前后同一层面波形较低、而且局部反射波跳动很强烈，反射能量强弱变化较大
高通滤波
带通滤波
水平背景去除
结论
（1）探地雷达信号是以中心频率为中心具有一定带宽的时频信号，其特点适合应用小波变换方法进行数据处理。
（2）离散小波分解将信号分解为“概貌”和“细节”，其中“概貌”代表了信号中的低频成分而“细节”代表了信号中的高频成分（包括白噪声）。
（3）小波法对探地雷达信号进行低通滤波（“细节”置零），可有效压制信号中的随机干扰，使寄于信号上的“毛刺”消失。
（4）小波法对探地雷达信号进行高通滤波（“概貌”置零），可有效压制信号中的低频背景，使信号的“偏轴”现象消失。
（5）小波法对探地雷达信号进行带通滤波（部分“细节”与“概貌”置零），可有效保持信号中心频率一定泛围内的信号，突出有用信息。
（6）小波法对探地雷达信号进行水平背景去除，相当于空间的高通滤波。在传统的滤波中很难将水平背景去除，文中方法有很好效果。
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