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探地雷达基本原理
(A部分)
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张国峰
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主要内容
(GPR)
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RADIODETECTIONANDRANGING
(无线电探向和测距)
雷达最初是用于军事目的
探测空中目标体.
RADAR
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采用电磁波探测的一种技术,频率一般在5-3000MHz,用于对地下结构,埋藏物以及人造结构成像。
地下不同物体或介质的差异,会对电磁波进行反射,使用者根据反射图像判断地下异常体的位置。
采用脉冲雷达体制,最早的脉冲雷达系统是Melton于1937年提出的。
基本工作模式:反射,速度探测,层析成像(雷达CT)。
GPR
(groundpenetratingradar)
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设备轻便,携带方便
GPR是无损探测技术
与其它地球物理方法相比,数据采集速度非常快
水平和垂直精度高
图像比较直观
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探测深度和目标体的分辨能力依赖于土壤(或地下介质)(如海水、盐碱地、金属矿、含水粘土层等).
目标体和周围介质要有足够的电性差异(介电常数和电阻率)
GPR数据的解释因人而异
解释者的经验非常重要.
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用电磁波穿透地下介质
穿透深度取决于介质的介电常数和电导率
记录反射时间
速度一般在50-150m/µs
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雷达探测的95%是用偶极反射模式
从原理上将,GPR类似于声纳设备
发射机发射一“列”电磁脉冲,
该脉冲在介质中传播
在地下介质的电特性有变化的地方
发生反射(即散射)
接收机拾取“背散射”信号,记录它
并将其显示在计算机屏幕中
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Time[ns]
Depth[m]
?
Length[m]
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