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小波变换在探地雷达数据处理中应用研究.ppt

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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
1.1 探地雷达探测技术原理
1.2 雷达电磁波在介质中的传播特性
1.3 探地雷达的干扰波分析
1.4 基本模型
2小波原理与在GPR数据处理中的引入
2.1 小波变换及多尺度分析方法原理
2.2 小波在GPR数据处理中的引入
3 数据处理
3.1 低频滤波
3.2 高通滤波
3.3 带通滤波
3.4 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
1.3 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。
1.3.1 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
1.3.2 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
3.2 高通滤波
3.3 带通滤波
3.4 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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上传人:落意心 8/7/2022 文件大小:1.88 MB

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