2024年2月20日发(作者:臧宏硕)
LTD-2100探地雷达
用 户 手 册
中国电波传播研究所
二○○九年五月
本手册的信息受到版权保护,本手册的任何部分未经中国电波传播研究所的事先书面许可,不得以任何方式影印或复印。本手册的内容如有变动,恕不另行通知。中国电波传播研究所对本手册负有说明和解释的权利和义务,并提供相应的技术支持,但对于因用户误解而造成的损失恕不负责。
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目 录
前言
第一部分 LTD-2100探地雷达仪器操作手册
第一章 初识LTD-2100探地雷达
§1.1 LTD-2100型探地雷达简介……………………………………………………01
§1.2 LTD-2100探地雷达挂接天线…………………………………………………02
§1.3 LTD-2100探地雷达的性能指标………………………………………………04
§1.4 LTD-2100探地雷达的应用范围………………………………………………05
第二章 使用LTD-2100前的准备工作
§2.1 现场探测计划的制订…………………………………………………………06
§2.2 完成常规探测所需的基本设备………………………………………………06
§2.3 相关资料收集…………………………………………………………………07
第三章 数据采集过程
§3.1 探地雷达主机面板的功能键说明……………………………………………08
§3.2 探地雷达仪器的联接和启动…………………………………………………09
§3.3 LTD-2100探地雷达采集软件的启动…………………………………………11
§3.4 雷达采集参数的动态调试……………………………………………………12
§3.5 探地雷达数据采集过程………………………………………………………17
§3.6 LTD探地雷达探测数据回放…………………………………………………20
第二部分 LTD数据处理软件IDSP5.0用户手册
第四章 初识事后处理软件IDSP5.0
§4.1 LTD雷达数据处理软件IDSP5.0……………………………………21
§4.2 LTD雷达数据处理软件IDSP5.0的工具栏说明……………………………22
§4.3 LTD雷达数据处理软件IDSP5.0的状态栏说明……………………………22
第五章 软件IDSP5.0的安装和执行
§5.1 IDSP5.0软件系统的组成和安装……………………………………………23
§5.2 IDSP5.0软件的执行…………………………………………………………23
第六章 LTD探地雷达数据预处理过程………………………………………24
第七章LTD探地雷达数据处理过程……………………………………………27
第八章 LTD用于公路检测时的工程评价……………………………………29
第九章 LTD雷达剖面的编辑和打印输出……………………………………32
附录A 新型配套低频天线使用操作说明………………………………………34
附录B LTD雷达使用中的常见问题解答………………………………………37
附录C LTD产品的售后服务条款…………………………………………………48
前 言
随着世界经济建设和材料科学的发展,对地下非金属类目标探测技术的需求变得愈来愈迫切,国内外兴起了利用探地雷达进行地下目标无损探测的研究和应用热潮,探地雷达在城建、交通、地质、考古、国防、公安等部门扮演着越来越重要的角色。
中国电波传播研究所(系统内称中国电子科技集团公司第二十二研究所)历经20年的研究工作,目前已经研制成功多种型号的探地雷达产品,最新研制成功的小型化便携式LTD-2100探地雷达既可用于对浅层目标的高分辨检测,又可用于地下较深层目标的探察,已广泛应用于军事和民用的多个地下目标探测领域。
感谢您选用中国电波传播研究所研制的LTD探地雷达系统,您能成为我们的用户是我们莫大的荣幸。为了您能尽快熟练地使用LTD探地雷达系统,我们随机配备了内容详细的探地雷达用户手册和多媒体培训光盘,内容视具体机型而异。
我们对用户手册的编排力求内容全面而又简单易懂,从中您可以获得有关安装步骤、系统配置、基本操作、软硬件使用方法等各方面的知识。在第一次安装和使用您的探地雷达之前,请务必仔细阅读所有资料,这将有助于您更好地使用本探地雷达系统。
我们认为手册中所提供的信息是正确可靠的,并尽量避免人为的失误,但难免会有印刷之前未发现或检查出的差错,以及那些我们无法控制的疏漏,请您多加包涵!
有时,为了提高部件及整机的性能和可靠性,我们会对硬件或软件做一些改动,这样可能造成软硬件配置与用户手册的不一样,请用户能够谅解。
如果您在使用中发现手册或仪器本身有什么问题,或者您有什么意见和建议,请与我们联系。
谢谢您的合作!
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1 页 LTD-2100探地雷达用户手册
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第一部分 LTD-2100探地雷达仪器操作手册
第一章 初识LTD-2100探地雷达
很高兴有机会在这里向你介绍我所最新研制生产的“LTD-2100探地雷达”。LTD-2100型雷达以数字化步进控制电路为基础,以ARM系统为核心,采用WinCE系统,与以往的LTD系列探地雷达相比,LTD-2100型具备“小型化便携式设计”、“稳定性强”、“探测精度高”、“系统软件功能完备、使用简单”等特点,她将会在众多的地下目标探测领域助你一臂之力。
§1.1 LTD-2100型探地雷达简介
LTD-2100型探地雷达是中国电波传播研究所最新研制的小型化便携式探地雷达(见图1-1),整个系统由便携式主机、收发天线、综合控制电缆、测距轮(可选)、内置12V锂电池、数据采集和处理软件等组成。
1 电源开关
2 雷达开关:F7键
3 TAB切换键
4 实时帮助
5 上移键:兼具增大功能
6下移键:兼具减小功能
7左移键:兼具取消功能
8 右移键:兼具确认功能
9 确定键:选定功能
10 F2功能键:存盘/停止
11 F3功能键:暂停/继续
12 F4功能键:数据回放
13 F5功能键:显示器调节
14 DEL键:与OS系统功能相同
15 ESC键:与OS系统功能相同
10
11
13
12
14
15
8
9
6
1
2
3
4
5
7
液晶屏
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在现场将仪器正确连接后,借助于便携机内的“数据采集和处理软件”,可完成
从参数调试、数据采集、数据回放和处理的整个过程。只要您具备简单的微机、地质和相关工程知识,再通过短时间的学习和培训,即可掌握LTD-2100型探地雷达系统的使用。
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§1.2 LTD-2100探地雷达挂接天线简介
通过挂接不同型号的天线,LTD-2100探地雷达可完成对不同深度目标的探测(天线主频越高,探测深度越浅,垂向分辨率越高;反之亦然)。
设备名称
尺寸
(cm)
31216
482055
482055
482055
482055
重量
(kg)
2.5
6.0
6.0
6.0
6.0
1.1
2.0
3.8
8.5
7.5
9.0
12
0.02~0.2
0.02~0.3
0.03~0.5
0.05~0.6
0.03~0.5
0.05~1.0
0.10~3.0
0.15~5.0
0.15~8
0.15~15
0.2~20
探测深度
(m)
厚度/深度检测误差
<3%
<3%
<4%
<5%
<4%
<6%
<10%
<10%
<15%
<20%
<20%
偏移距
(cm)
24
24
24
24
6
15.2
16
24
~45
~90
~180
发射幅度
(V)
20
20
30
30
40
60
80
100
600
800
1000
平板式天线主要用于深层目标探测
屏蔽天线主要用于浅层目标探测
喇叭天线主要用于公路面基层厚度检测
主控系统
应用范围
LTD-2100
AL2500MHz
AL2000MHz
AL1500MHz
AL1000MHz
GC1500MHz 221213.5
GC900 MHz
GC400 MHz
GC270 MHz
GC200 MHz
GC100 MHz
GC50 MHz
30186
323221
454524
4512
9012
18012
喇叭型天线是LTD-2100型公路检测仪的专用天线,主要用于公路面基层厚度的测量,有AL2.5GHz、AL2.0GHz、AL1.5GHz、AL1.0GHz四种可选。
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1500MHz天线在中等衰减土壤中探测深度可达50cm,可识别≥6cm的薄层(以10cm/ns传播速度计),多用于公路面层和钢筋保护层厚度检测、混凝土内钢筋分布探测。
900MHz天线在中等衰减土壤中探测深度可达100cm,可识别≥9cm的薄层(以10cm/ns传播速度计),多用于公路面基层厚度和隧道衬砌质量检测。
400MHz和270MHz天线在中等衰减土壤中探测深度可达500cm,可用于公路路基、隧道施工质量和市政管道探测。
平板式天线由收发机、天线板、天线用内置锂电池、连接杆、光纤等部件组成,收发分离设计,有200MHz(长50×宽16cm)、100MHz(长80×宽16cm)和50 MHz(长160×宽16cm)三种型号,探测深度可达到10~30米,常用于地质勘察和较深层目标探测。
使用时,主机参数中要求重复频率选16kHz,扫描速度选32scan/s。如果实测波形有抖动,还可进行实时叠加(平均)4~8次。
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§1.3 LTD-2100探地雷达的性能指标
一、主要特点
➢ 雷达主机、计算机和锂电池为一体化设计,便于现场使用;雷达主机基于ARM主板设计,采用WinCE系统,确保雷达主机的稳定性和操作方便性;
➢ 采集软件和数据处理软件采用中文界面,符合国内相关规范要求,并为用户提供不加密的开放性版本;
➢ 高频天线安装把手,便于隧道等工程检测用;
➢ 低频天线单独供电,确保探测深度;
➢ 系统时窗:5ns~1us范围可调;
➢ 系统采样点数:128、256、512、1024或2048可选;
➢ 系统扫描速度:8~128扫描/秒,可选;
➢ 波形叠加次数:1~32768,可调;
➢ 系统探测方式:连续、轮测、人工点测三种可选;
➢ 显示方式:彩色、堆积波形可选,调色板可选;
➢ 水平距离标记:手动、测量轮自动标记可选;
➢ 硬件三年质保,软件十年内免费升级。
➢ 随仪器为用户提供仪器操作和数据处理解释的多媒体演示和典型工程探测图谱,使用户很快成为行家里手。
二、性能指标
➢ 连续工作时间:提供两块嵌入式锂电池供电,连续工作≥8小时;
➢ 体积:≤311 mm×212 mm×61 mm(含航空插座)
➢ 主机重量:≤2.5 kg
➢ 整机功耗:15W,内置16.8V、65Wh锂电池供电或外部电源供电9V~18V;
➢ A/D:16位;
➢ 扫描速度:16Hz,32Hz,64Hz,128Hz可调;
➢ 记录道长度:256,512,1024,2048ns可调;
➢ 脉冲重复频率:16kHz,32kHz,64kHz,128kHz可调;
➢ 时窗范围:5ns~1us,连续可调;
➢ 动态范围:-7dB~130dB;
➢ 系统信噪比:大于70dB;
➢ 软件处理功能:滤波、放大、道间平均、去背景处理;
➢ 测量方式:逐点测量,距离触发测量,连续测量可选;
➢ 显示方式:伪彩图、堆积波形或灰度图;
➢ 冲击振动:满足GJB74.6~85要求;
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➢ 工作温度:-10℃~+50℃;
➢ 储存温度:-20℃~+60℃;
➢ 湿热条件:+30℃,90%。
§1.4 LTD-2100探地雷达的应用范围
随时域电磁场理论和相关电子技术的不断发展,探地雷达的应用从最初的对冰层(弱衰减介质)厚度的探测,应用领域现已遍及城市建设、交通、考古、农田、水利、环保、公安和国防等部门。LTD-2100型探地雷达的多项关键技术处于国内领先水平,已广泛应用于:
(1)军事部门:构筑工事前的地质勘察和地下工事探测、地下未爆弹药和埋藏军械的查找金属或非金属埋设物(例如地下管道、电缆线等);
(2)交通部门:公路施工质量(包括面基层厚度和存在隐患)和运营情况,铁路路基隐患等目标的连续无损检测;
(3)地质勘探部门:岩层、空洞、断层、地质结构、地下水以及地下矿藏等目标的查找和描述;
(4)建设部门:隧道衬砌质量、桥梁结构和存在病害、建筑物内的钢筋分布探测;
(5)环保部门:污染企业排污暗管的探测和查找,地下污染物埋藏范围的探测;
(6)水利部门:江、河、湖泊的大坝存在隐患检测、床面测绘及水下目标探测;
(7)市政部门:金属或非金属地下管线位置和走向探测;
(8)考古部门:古墓和古遗址探测。
另外,最近已有人将其分别应用于对建筑物的桩基质量检测和地下管道泄漏的探测等,并取得了一定的效果。
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第二章 使用LTD-2100前的准备工作
利用探地雷达探测地下目标之前,制订探测计划、选择和检查设备、收集有关资料等准备工作是十分必要的。
§2.1 LTD-2100探测计划的制订
制订一个详尽、合理的探测计划是高效而经济地完成施工任务、达到探测目的的关键。探测任务/计划书应该包括施工任务、探测目的、需要的设备、测试参数设置、拟采用的测试程序和处理解释方法等内容,其具体形式可参照光盘内技术资料“探地雷达现场试验报告(样本)”。
§2.2 完成常规探测所需的基本设备
一套完整的LTD-2100探地雷达由便携式主机(含内置锂电池)、数据采集和处理软件、收发天线(十种可选)、综合控制电缆、测距轮(可选)等组成。
对于一般的探测任务,需要的设备主要有:
(1)主要设备:便携式主机(含内置锂电池和SD卡)、收发天线;
(2)辅助设备/工具:15米综合电缆线、供电电源(建议采用内置12V锂电池)、连接收发天线的触发线(若用到平板式天线,还要携带光纤和天线用内置锂电池)、带插座的长电源线(可选)、测距轮(可选)、相关工具、胶带、测试计划和记录纸、笔等;
(3)系统软件:WinCE下安装的采集和回放软件。
在这些设备的选择过程中,尤以天线型号(中心频率f0)的选择最为重要。天线中心频率的选择需兼顾目标深度、目标最小尺度及天线尺寸是否符合场地需要等因免费咨询电话:4008-110511
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图2.1 主机和配套天线示意图
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素,它可由下式大致确定:
f0150(MHz) (2-1)
x式中,x为要求的空间分辨率,m;
为围岩的相对介电常数。
特别提示:对深层目标进行探测时,应采用50~400MHz等较低频率的天线;探测浅层且尺度较小的目标时,应该选用900~2500MHz高频天线。
§2.3 相关资料收集
探地雷达剖面反映了地下介质的电性特征,由于物性参数的多解性,要想根据这些电性特征刻画出地下介质的分布情况,必须对测区的地质情况有所了解(有条件的话建立各种目标体的探地雷达图像特征最好),因此需要进行下述资料收集工作。
一、获取各种可收集到的有用资料
相关资料的收集包括确认探测目的、了解测区的地形情况、确定目标体的特性、收集测区以前的普查资料、地质调查报告、钻孔柱状图及其孔位分布等资料,对于特殊地质问题,还应走访有关施工人员了解问题性质与特征。
二、探测前的试验工作
一般在现场测试工作正式开始之前,需要进行测量试验工作。其目的是:
(1) 检查测量参数的选择是否符合预想结果;
(2) 建立各种目标体的探地雷达图像特征。
试验测线一般应布置在埋有已知目标体的地点,特别是有钻孔的测区,试验测线应该通过钻孔。
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第三章 LTD探地雷达数据采集过程
本章将带你经历LTD-2100探地雷达仪器的联接、参数设置、数据采集和存取的整个现场探测过程。
§3.1 探地雷达主机面板的功能键说明
分类 键名 标示
POWER
HELP
SAVE
功能
系统电源总开关
显示帮助信息
测量数据存盘
开关键 电源开关
F1
F2
功
能
键
F3
F4
F5
F7
Tab
回车
1)暂停数据存盘或数据回放;
PAUSE 2)同时按下此键和上下键,可增加参数调节梯度。
PLAY
LCD
START
TAB
ENTER
DEL
CH1/2
ESC
↑
↓
←
→
回放测量数据
显示屏亮度调节
在WindowsCE界面一键进入程序;在雷达工作状态长按(>1秒)关闭雷达,退回WindowsCE操作界面。
显示界面切换键
回车换行键
1)在编辑状态,用于删除光标位置的字符;
2)在双通道方式参数调整过程,用于通道方式切换。
取消最近输入的字符;撤销操作
光标上移、数据增加、向上滚动
光标下移、数据减小、向下滚动
光标左移、取消参数调节
光标右移、确认参数调节
编
辑
键
删除
取消
↑
↓
←
→
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§3.2 探地雷达仪器的联接和启动
根据施工任务选定所用设备后,可参照图3-1将整个系统进行联接。
图3-1 LTD-2100探地雷达实际连线示意图
(1)从包装箱中拿出主机,一块电池和SD卡;
(2)把抽屉式电池装入电池仓,拧上旋钮(与主机外沿平行为锁紧状态);
(3)把SD卡正面向下插入主机SD卡槽,盖好橡胶盖;
(4)拧下航空插座盖,将综合线缆头的定位槽对准,顺时针旋转拧紧;
(5) 按下右上角主机电源开关,自动进入雷达实时工作界面,雷达准备完毕。
具体步骤为:
注意:
(1)使用交流电供电时,要使用随仪器附送的电源转换器(该转换器与充电器一体化设计),同时可给锂电池充电(见图3-2);
(2)使用内置锂离子电池对主机供电时,应注意以下问题:
a.电池出厂时,已充电到50%以上的电容量,新购的电池可以直接使用。电池第一次用完后充足电后再用,第二次用完后再充足电,连续三次后,电池可以达到最佳使用状态;b.电池不用时,应将电池充电到60%左右的电容量,再进行防潮包装保存,根据存放前电池容量的状况3~6个月检测电压一次,并进行充电,保证电压在安全电压(单组3V以上)范围内;c.电池充电时,必须使用锂离子电池专用充电器;d.电池要远离-300C~600C范围以外的温度环境,不要接近火源,防止剧烈震动和撞击,不能私自拆卸电池。
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(4)SD卡在装入主机之前,请确保写保护打开,以确保数据的实时存储功能正常;
(5)所有连接线的插拔都应该在断电状态下进行!
确认正确连接后,首先打开供电电源开关,然后按下位于仪器面板右上角的主机电源按钮,系统将显示WinCE系统启动界面,而后直接进入LTD-2100探地雷达实时采集系统的界面。
图3-2 主机利用外接电源工作时,可同时给锂电池供电
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§3.3 LTD-2100探地雷达采集软件的启动
一、LTD-2100探地雷达采集系统的安装和启动
LTD2100/2200探地雷达主机控制计算机采用ARM微处理器,操作系统采用嵌入式窗口操作系统WindowsCE,主控制软件固化于ARM处理器内,用户不需要再行安装或更新维护。
确认正确连接后,首先打开供电电源开关,然后按下位于仪器面板右上角的主机电源按钮,系统将显示WinCE系统启动界面,而后屏幕显示:
自检正常后主机系统自动进入LTD-2100探地雷达实时采集系统。
二、LTD-2100探地雷达采集系统概貌
整个采集系统由图3-3所示的雷达参数调试和图3-4所示的实时采集界面组成,系统启动进入实时采集系统后,首先看到的是雷达参数调试界面,从左至右依次是参数调试区(以菜单形式完成雷达参数的列表和调试)、伪彩色图显示区(实时显示调试结果)、单道波形显示区(实时显示调试结果)。
通过按下面板右边的转换键,即可实现雷达参数调试和实时采集界面的切换。实时采集界面用伪彩色图/堆积波形形式实时显示仪器采集到的雷达数据,其下端的功能显示区给出了主机正在进行的工作,与面板下端的六个功能键相对应。
图3-3 实时采集界面的组成
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§3.4 数据采集参数的动态调试
探测参数选择合适与否直接关系到测量结果的合适性和正确性,雷达参数的调试可通过在调试界面上修改参数设置或载入雷达参数文件来实现。
一、雷达参数(菜单)概要说明
雷达操作
开启雷达
雷达参数
天线主频
重复频率
扫描速度
时窗设置
采样点数
信号位置
整体调增益
分段调增益
零偏设置
滤波设置
标记扩展
介电常数
保存参数
调入参数
探测方式
连续测量
人工点测
测距轮控制
标记扩展
测距轮标定
实时处理
道间平均
背景消除
显示方式
伪彩色图
堆积波形
转换调色板
系统功能
系统时间
保存设置
文件浏览
“绿●停止雷达”对应雷达运行状态,“红●开启雷达”对应雷达关闭状态
注:上移键设置为增加,下移键设置为减少
25M,50 M,100 M,300 M,500 M,900 M,1000 M,1500M可选,系统内存取8种参数,用户不可更改;用户选择高频天线后,要弹出对话框,要求确认
16,32,64,128可调
16,32,64,128可调
2~5000连续可调,上下调节键与F3(主机面板上标识为PAUSE)一起按下,将以10为阶梯变化;
128,256,512,1024,2048可调
遵循数值变大,观察波峰往下移动的原则(信号位置定义?)
向上键整体增大波形增益,向下键整体减少波形增益,按F3后以十倍阶梯变化;
调节绿色增益曲线上的红点附近的增益大小
保证基线在零点附近,默认值2034
与天线频率对应,设置7档(7个范围)供选择,以1/2 f~3/2 f为基准
1~100连续可调,按F3后以10为变化阶梯;
1~81连续可调,变化最小梯度:0.1,按F3后以1为变化阶梯;
根据天线频率,自动显示存取文件名,如果用户直接回车,将覆盖已有文件,比如
用户选择可见的高频参数文件后,要弹出对话框,要求确认
根据时间控制(扫描速度)进行测量
这时要求标记扩展选1,以保证每次触发成功
设置标记扩展后,利用距离控制记录道数
借用标记扩展概念,实际上是道间距扩展系数,1~100连续可调,F3+上下键=以10为阶梯
点击后弹出对话框,对测距轮周长进行标定
叠加去噪功能
起到水平滤波,去掉水平干扰的功能
8种可选
用变密度显示方式
从系统内事先存储的8种调色板选择
重新设置系统时间。
为要存储的探测数据提供缺省文件名
浏览SD卡中存储的文件
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二、雷达采集参数的设置
进入实时采集系统后,首先看到的就是雷达参数调试界面,左侧的参数调试区由雷达操作、参数调节、系统管理等三个主菜单组成,参数调节菜单又划分为雷达参数、探测方式、实时处理、显示方式四个菜单,以下对数据采集参数菜单(Menu)逐一进行介绍。
Menu雷达操作-开启/停止雷达
利用上下移动键将光标移到雷达操作按钮,用右移键将该主菜单的下级菜单打开(用左移键可将主菜单的下级菜单关闭),光标移至开启/停止雷达钮,按下便可以用软件实现雷达主机的开关(按钮显示绿色表示雷达已开启,显示红色表示雷达处于关闭状态)。
注:下面用到的打开/关闭菜单、取消/确认选择值的操作与此相同,不再详细说明过程。
Menu雷达参数-天线频率
光标移至天线频率,按下回车键打开选择菜单,移动上下键选定接入天线主频,最后用右移键供确认选择的天线中心频率(有2500MHz、2000MHz、 1500 MHz、1000
MHz、900 MHz、400 MHz、200 MHz、100 MHz和50 MHz等九种可选)。
系统根据用户选择的天线主频调入默认参数,用户只需再微调一下就可使用。
Menu雷达参数-重复频率(PRF)
脉冲重复频率是指脉冲源间断发射脉冲波形的频率。重复频率有128,64,32,16四个值可选,高频天线(2500MHz、2000MHz、 1500 MHz、1000 MHz、900 MHz、400
MHz)通常选择128,低频天线(200 MHz、100 MHz和50 MHz)要求选择16或32。
Menu雷达参数-扫描速度
扫描速度是指在检测过程中,系统每秒钟记录的道数。扫描速度的选择除了要考虑水平分辨率(一般要求有10~20个数据点经过探测目标)和记录数据量两个因素外,还要受到采样点数参数选择的影响,一般选64scan/s。
实测时,一直采用高速扫频可能会影响仪器的使用寿命,再者考虑模数转换速度和数据量大小的因素,采样点数确定后,在满足水平分辨率要求的前提下,可根据下表对扫描频率适当限制:
表3-1采样点数与扫描速度的关系
采样点数/道
256
512
1024
2048
可选道数/秒
16,32,64
16,32,64
16,32
16,32
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注:若使用低频天线(200 MHz、100 MHz和50 MHz),要求选择32。
Menu雷达参数-时窗设置
时窗长度就是右侧波形的纵轴时间长度,代表记录信号的最大双程走时长度,该值限定了最大探测深度。针对实际探测目的,按照§2.2的方法选定天线后,可按照下表设置时窗大小:
表3-2时窗大小与天线主频之间的关联关系
天线主频
50MHz
100MHz
200MHz
400MHz
900MHz
时窗选择
500ns
300ns
120ns
80ns
25ns
天线主频
1000MHz
1500MHz
2000MHz
2500MHz
时窗选择
20ns
15 ns
12 ns
10 ns
另外,可按照下面介绍的方法确定时窗:
时窗W(单位ns)的选择主要取决于最大探测深度dmax(单位m)与地层电磁波速度(单位m/ns):
1.5 (ns) (3-1)
式中的电磁波传播速度可由介质的介电常数和电磁波在空气中的传播速度C求W2dmax得:
c (3-2)
常见介质的电磁波传播速度和介电常数见下页表3-3。
有时,出于记录数据量(存储空间)的考虑,直接给出雷达记录的采样点数N(N常选512),这时可用下式初步估算时窗:
WmaxN*100/f0 (3-3)
式中,f0是选用的天线中心频率,MHz。
Menu雷达参数-采样点数N
采样点数是指单道雷达记录包含的数据点数,采样点数的选择要兼顾垂向分辨率(一般要求有10~20个数据点经过探测目标)、天线中心频率和记录数据量等因素,一般选512或1024。
Menu雷达参数-信号位置
由于电缆长度和配置不尽相同,地面直达波信号出现的位置不一定在用户预想的位置。开启雷达,并选定天线主频后,系统将信号位置设定为0,这时直达波首至若不在窗口上部合适位置,用户可用此命令重新调节。
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Menu雷达参数-整体调增益
电磁波在介质中传播过程中,能量不断衰减,实际检测前,要充分利用硬件增益将弱信号放大。
整体调增益通过上下键移动,达到对整个波形幅度增大/减小的目的(增益曲线用绿色表示,反射波形呈蓝色)。
Menu雷达参数-分段调增益
电磁波向地下传播,从上之下衰减不断增大,需要对增益分段进行调节。
分段调增益时,光标移到分段调增益处,用回车键选定,用上下移动键选择增益调节点(LTD-2100系统采用9点分段增益,当前点用红色圆圈表示),然后用左右移动键实现增益的减小或增大,分段增益调节结束,用回车键确认。
实际调节时,要把增益曲线(绿色)调至从上之下依次增大,为一斜的直线;并使得反射波形幅度(蓝色)从上到下依次减小,但清晰可见。
Menu雷达参数-零偏设置
零偏设置用于去除可能叠加到反射信号上的直流偏移量,使基线位于零点,保证波形以零点对称。系统默认值是2034,用户一般不用调节。
Menu雷达参数-实时滤波设置
系统接收到的反射信号中会叠加有多种干扰噪声,可通过设置带通滤波范围,提高信噪比,使直达波和目标反射信号清晰可见。
滤波设置中以天线带宽的理想值1/2f0~3/2f0(f0为天线主频)为参考,给出了七档滤波参数,一般选取从上面数第二档效果较好。
Menu雷达参数-标记扩展
标记扩展对测距轮上的编码器送出信号的有效次数进行限定,以此扩展/缩小标记间距离:
(1)采用连续测量方式时,选定标记扩展为N后,转动测距轮,编码器每送出N个信号,屏幕上出现一个标记,这时的标记间距离扩展为标记扩展选1时的N倍;
(2)采用测距轮测量方式时,转动测距轮系统提示设置标记扩展,尔后随测距轮转动,编码器每送出N个信号,系统记录一道波形。
Menu雷达参数-介电常数
介电常数由要探测的地下介质电性特征确定,了解地下介质特性参数,对于正确设置仪器检测参数、准确探测地下目标是非常重要的。可由实验室测定得到或按照表3-3对应输入。
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Menu雷达参数-保存参数
所有参数设置完毕,并经检验符合现场要求后,可将此种情形下的参数存为文件,供以后遇到类似探测任务时使用(利用下面的调入雷达参数实现)。
Menu雷达参数-调入参数
即使是对经验丰富的探地雷达专家,在短时间内正确设置所有的采集参数,也不是件容易的事情。为此,LTD探地雷达采集系统为您提供了调入雷达参数的功能,同时在目录param_file下提供了对应不同天线的参数文件,您可以针对具体的探测任务,利用调入参数功能载入本系统提供的这些参数文件,直接使用。
表3-3 常见介质的电性特征
电导率
(Sm)
0
10-4~3×10-2
5×10-4
4
10-8
10-3
10-2
10-9
2.5×10-2
10-7~10-3
10-4~10-2
10-3~0.1
10-1~1
10-1
4×10-2
1.4×10-4
~5.0×10-2
1e-5~1e-3
介电常数
(相对值)
1
81
81
81
3.2
5
7
8
7
8
4~6
30
5-30
8~12
7
6
2.6~15
~40
15
4-8
6.4
3~5
速度
(m/ns)
0.3
0.033
0.033
0.01
0.17
0.15
0.1
0.15(干)
0.11
0.15
0.06
0.07
0.06
0.09
0.13~0.17(εr=3~5)
0.095(εr=10)
0.15(εr=40)
0.078
0.12
0.12
0.12~0.18
衰减系数
(dB/m)
0
0.1
0.1
103
0.01
0.01~1
0.01~1
0.4~1
0.4~1
0.01
0.03~0.3
1-100
1~300
1~100
20~30
0.01-1
介质
空气
纯水
新鲜水
海水
冰
花岗岩(干)
花岗岩(湿)
玄武岩(湿)
灰岩(干)
灰岩(湿)
砂(干)
砂(湿)
淤泥
粘土(湿)
页岩(湿)
砂岩(湿)
土壤
肥土
永久冻土
混凝土
沥青
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三、系统管理菜单的使用
系统管理菜单由系统时间调节、文件保存设置、文件浏览等三个子菜单组成。
Menu系统管理-系统时间
系统时间调节按钮借助于TAB键、上下左右键来修改系统时间(年-月-日-时-分-秒六项)。
Menu系统管理-保存设置
在对采集文件进行保存时,有时需要根据探测工程名称或者探测时间对文件起名并保存,保存设置可实现设置初始文件名形式的要求。
用上下键移到保存设置按钮,并用回车键选中,在弹出对话框中,可用上下键选择是否生成默认文件夹和初始文件名(利用TAB键在两者之间切换),如果确定要生成初始文件夹/名,系统将弹出一个小键盘,用户可输入由数字和英文字母组成的文件夹/名。
Menu系统管理-文件浏览
利用文件浏览按钮可查看SD卡内已存储的文件列表。
§3.5 探地雷达数据采集过程
借助于以往的现场探测经验,雷达参数设置完毕后,下面的探测方式选择和现场采集过程对您来说将会变得相对简单。
一、探测方式的选择
正确设置采集参数后,可根据实际需要选择探测方式。LTD采集系统提供了三种采集方式:连续测量、人工点测和测距轮控制,下面分别予以介绍。
1、Menu测量方式-连续测量
此种方式按照扫描速度的设定,连续记录雷达波形。这时记录的数据量比较大,具有较高的水平分辨率,主要用于不适合使用测距轮的场地下目标的普查。
选择此种方式时,有两种显示方式可供选择: Menu显示方式-伪彩色图和堆积波形,同时可选择相应的实时处理功能:
Menu实时处理-道间平均:根据输入道数N,将邻近的N道波形作平均当作当前记录,可在一定程度上消除系统和随机噪声,突出有用信号;
Menu实时处理-背景消除:此项处理将去除在水平和垂向上的一直保持不变的信号(固有信号),从而突出突变信号,发现有用目标。
2、Menu测量方式-人工点测
事先已经知道或通过普查圈定目标的大致范围后,可利用点测方式精确确定地下免费咨询电话:4008-110511
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目标的空间位置。
选中此种方式,并设置可供平均的道数后(执行实时处理-道间平均后选择),用Table键切换到采集界面,然后单击面板上的左移键触发,系统将记录一道波形。此法测量速度较慢,主要用于对重点目标或天线不宜连续拖动的区域探测。
人工点测时一般选择堆积波形显示方式,并且暂时不作背景消除(执行Menu实时处理-背景消除来实现)处理。
3、Menu测量方式-测距轮控制方式
此种方式一般用于公路施工质量检测,在LTD-2100型车载公路检测系统中,拖在车后的测距轮每行驶一定距离触发一次,系统将记录一道波形。
随机配套的测距轮周长90cm(天线小车的胶轮的周长会有所不同,请用户自行准确测量后,代替“90cm”值进行换算),每圈可触发N=100次。用户可通过修改标记扩展次数n来控制测距轮隔l产生一道雷达波形。公式如下:
l9090nn0.9n(cm)
N100
标记扩展值n
触发间隔(cm)
10
9
20
18
30
27
40
36
50
45
60
54
选择此种方式时后,可相应改变可供平均的道数N(执行Menu实时处理-实时平均来实现),系统将选择触发时刻附近的N道波形进行平均作为当前雷达记录。
测距轮控制方式可选择伪彩色图或堆积波形显示方式,并且不作背景消除处理。
1、松开小车四角的固
定螺栓;
2、转动横梁上的螺旋
放低天线箱到合适位
置;
3、上紧固定螺栓;
4、将选择的天线如右
图放入箱内,并连接
控制电缆和测距器的
标记线;
5、将小车悬挂在放有
固定用螺栓
控制电缆
测距器
图3-4 公路检测用天线小车的使用方法
螺旋杆
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在双通道模式,当一个通道的参数调整完毕后,按TAB键切换到另一个通道。
当参数调整完毕,按主机右侧的TAB键可以在通道1参数调整模式、通道2参数调整模式切换:
按DEL
键可以在通道1全屏模式(如图10)、通道2全屏模式(如图11)和双CH1/2通道全屏模式(如图12)间切换。
二、现场探测过程
参数设置完毕,并选定探测方式、实时处理和显示方式(除了选择图形显示方式外,还可通过执行Menu显示方式-转换调色板和调色板精度来选择合适的调色板)后,便可按下Table切换键进入,以下将针对不同探测方式逐一进行说明。
1、选择连续探测方式时的采集过程
选择连续探测方式后,只需拖动天线,系统将依据扫描速度的设定自动采集数据,此种方式过程简单,不用人工干预。
探测时,进入数据采集界面,您将看到相应的伪彩色图或堆积波形(在参数调节界面-显示方式处切换)的滚动显示,同时在屏幕下方你可以看到系统对于6个功能键当前所起作用的提示。
如果雷达剖面能够很好地反映要探测的地下目标的性质,说明仪器配置选择得当,参数设置正确,可以开始采集雷达探测数据了。这时首先按下F1功能键(数据存盘,面板下方左数第一个按键),系统将弹出对话框(图3-5),提示您输入要存储的文件目录和文件名(用Table键切换光标位置,用上下左右键在字母和数字键上移动,用回车键确定所选键名,目录和文件名选定后,将光标移到确定按钮,按下回车键开始存取文件)。输入后,随着天线的移动,系统显示雷达剖面(伪彩色图或堆积波形方式)的同时,将采集到的雷达数据存入硬盘中。
在探测过程中,可通过按下面板上的右移键在剖面上打标记,达到水平定位的目的。另外,如测线前方遇到障碍或其它影响探测任务进行的因素,可按下F2功能键(面板下方左数第二个按键)暂停存盘,直至故障解除,再按下F2功能键继续存盘。完成该段探测任务后,再次按下F1功能键将停止存盘。
若想继续下一段的数据采集和存储任务,只需重复上述步骤即可。
图3-7 数据文件名的输入
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2、选择人工点测方式时的采集过程
人工点测前,对已通过普查而圈定的范围按网格进行测线划分。探测时,将天线放置在圈定范围的一个顶点不动,正确设置参数,选择人工点测采集方式,进入实时采集界面,选择存盘后,按下面板上的左移键将触发一次,系统将记录一道波形。此后逐点移动天线,直至所有测点完成。
采集过程中的其它操作可参照连续探测方式的探测过程。
3、选择测距轮控制方式时的采集过程
与连续探测方式过程有所不同,测距轮控制方式必须通过测距轮的不断转动进行触发并传送一个信号,系统才会进行数据采集(具体设定参照上叶§3.5 一、3、Menu测量方式-测距轮控制方式)。
采集过程中的其它操作可参照连续探测方式的探测过程。
特别提示:所有的探测在存储数据前,一定要根据具体探测任务和地下目标的特性,参照以前的区域资料和先验知识,对探地雷达剖面进行初步判读,确定您所设置的采集参数和选择的采集方式是否合适。
§3.6 LTD探地雷达探测数据回放
LTD-2100探地雷达采集系统为您提供了完备的数据回放功能。执行面板下方的F3功能键(面板下方左数第三个按键),系统将提示您输入LTD探地雷达探测数据文件名(文件名输入方法可参照上页对图3-5的解释),随后将在屏幕上以伪彩色图或堆积波形形式将该数据进行显示(具体显示方式可在Menu显示方式-伪彩色图和堆积波形处选择)。回放过程中,可利用面板上的左、右移动键改变剖面的回放方向,而利用上、下移动键可调节剖面的回放速度。
另外,LTD探地雷达探测数据可利用我所自行开发的数据处理分析软件IDSP5.0实现对探地雷达数据的回放、处理和分析。
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第二部分 LTD数据处理软件IDSP5.0用户手册
第四章 初识事后处理软件IDSP5.0
很高兴有机会在这里向你介绍用于处理解释LTD系列探地雷达探测数据的事后处理软件DSP5.0,该软件具备LTD探地雷达数据预处理(打开文件、切分文件、剖面截取、道间重采样、文件头重置等)、数据处理和分析(振幅增强、带通滤波、背景消除、剖面编辑和修饰等)、工程评价(地面和目的层的确定、自动追踪、速度计算、层厚估计、绘制直方图和综合报表等)、成果输出(剖面和报表的保存、打印等)等功能,所有界面都是全中文操作,操作简单,升级方便。
§4.1 LTD雷达数据处理软件IDSP5.0概貌
打
开和
关闭
存取设置
打印设置
截取选择
重
采
样
道
标准化
剖面说明
工具条选择
窗口
设置
IDSP5.0
文
件
文件头重置
参数设置
预处理
数据处理
工程评价
剖面编辑
查
窗
帮
看
口
助
显示设置
调色板设置
振幅处理
垂直滤波
带通滤波
水平滤波
背景消除
追踪地面
层位追踪
波速计算
层厚计算水生成报表
图4.1 LTD探地雷达数据处理软件IDSP5.0框架图
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软件名称 处理文件名 菜单栏 工具栏 标题 桩号 道号 地面 沥青底界
时间轴 标记线 深度轴
雷达记录/频谱 振幅/层厚曲线 状态栏
图4.2 LTD探地雷达数据处理软件IDSP5.0界面
§4.2 LTD雷达数据处理软件IDSP5.0的工具栏说明
打另存开为
标伪堆撤圈执注异彩积销定行异常截截说色波取取常明图形范围
曲橡手添皮动追线加画踪修标基层饰记线位
时显域示和转频换谱
应点、对应标记数和里程等信息。
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§4.3 LTD雷达数据处理软件IDSP5.0的状态栏说明
状态栏依次给出鼠标所在点对应道号、双程走时、参考深度、振幅大小、所对
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第五章 软件IDSP5.0的安装和执行
§5.1 IDSP5.0软件系统的组成和安装
LTD探地雷达数据处理软件系统IDSP5.0在用户购买的LTD-2100探地雷达主机硬盘和随机附送的闪存中都存有备份,主要由主程序和、1、、、、六个DLL文件组成。
IDSP5.0系统为绿色软件,不需要进行安装,只要在某一磁盘下建立一个目录,比如C:IDSP60,然后将上述7个文件拷贝到该目录下即可使用。
§5.2 IDSP5.0软件的执行
你可以将C:IDSP50目录下的快捷方式拷贝到Win2000桌面和工具栏上,这样通过执行C:IDSP50目录下的,或桌面和工具栏上的IDSP50快捷键都可以进入LTD探地雷达事后数据处理系统。
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第六章 LTD探地雷达数据预处理过程
LTD探地雷达数据预处理包括合并文件、切分文件;文件头重置、显示参数选择、调色板选择;剖面翻转、剖面截取、道内和道间重采样、桩号和标记校正、道标准化等内容:
文件 合并文件
如果检测同一处目标时存取了几个较小的文件,如果其采集参数相同,可考虑将其合并,以便于处理和出图。
步骤是:
进入合并文件界面(图3-2)后,首先点击选择文件按钮,将待合并的文件依次放到合并文件框内;接着点击浏览按钮,给出合并后文件目录和文件名。
文件 切分文件
如果现场记录的数据文件过大(文件大小超过32,768kB),将给处理带来许多不便。进入IDSP5.0系统后,可根据需要,通过执行“文件”下的“切分文件”对文件进行切分:
文件的切分在执行IDSP5.0进入LTD探地雷达数据处理系统后进行,切分后的文件名默认在原文件名后依次添加字母a,b,c,…。
图6-2 切分文件界面
图6-1 文件合并界面
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文件 打开
进入IDSP5.0系统后,在“文件”菜单中执行“打开”,调入待处理数据文件;
参数设置 文件头重置
给出合适的介电常数和与实际相符的桩号范围。
参数设置 显示参数
通过修改显示参数,可以随意修改彩色图剖面在屏幕上的大小和堆积波形的显示间隔。
参数设置 设置调色板
在IDSP5.0软件中,利用不同的颜色来代表电磁波反射强度的不同大小,提供了8种常用的调色板供用户选择。对应某一种模式,用户还可以借助于选择不同的分辨率来达到强调某种颜色(某幅度范围)的目的。
同时用户还可以根据以往的习惯,加载自己熟悉或自定义的调色板。
图6-3 设置调色板界面
预处理 剖面翻转
剖面翻转可以将逆向检测(大桩号到小桩号)的雷达剖面转变为人们习惯的顺向剖面(从小桩号开始,到大桩号结束的雷达剖面)。
预处理 剖面截取
剖面截取可通过执行“预处理”菜单下的“选取截取范围”或利用工具栏中的“ ”图标圈定剖面范围后,再点击工具栏中的 图标即可实现。
预处理 道内重采样
一道雷达记录得采样点数过多,检测数据将占取较大的存储空间,并将影响处理速度,在保证垂向分辨率的前提下,可适当减少采样点数。通过修改道内重采样界面上的道长可达到上述目的。
预处理 道间重采样
在采用连续检测方式时,有时每米测线多达20~50个测点(道记录),与要求免费咨询电话:4008-110511
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的水平分辨率相比,存在较大的数据亢余,这时可利用道间重采样进行抽道处理,减少数据量。反之,若沿测线的道数不能满足水平分辨率要求,可利用道间重采样进行插道处理,增加道数。
预处理 道标准化
在IDSP5.0中,道标准化是一个非常有用的功能。首先,在用户对检测过程中所打的标记检查无误(对照实际桩号)后,可将标记间的道数规划为一相同的道数。这样,在对剖面进行振幅增减、滤波等处理后(在IDSP5.0中,上述处理结果不携带标记、标题、桩号、说明等修饰信息),再利用添加标记(参见剖面修饰
标记)功能完成处理后剖面的修饰,并保存。
另外,有时要检测大量相同长度的测线,这时可利用道标准化将他们规划为具有相同道数的剖面,便于比较分析。
图6-4 道标准化的实现
可将测线长度相同的剖面规划为相同道数
可将桩号间隔相同的每个标记间的剖面规划为相同道数
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第七章 LTD探地雷达数据处理过程
探地雷达接收到的回波数据中包含反映目标特征的有用信号和随机噪声,通过事后数据处理,提高信噪比,尽可能以最大分辨率在雷达图像剖面上显示反射波,使解释员通过分析时域、频域,甚至波数域波形,从中提取各种目标特征参数。
IDSP5.0具备雷达数据的静校、动校、振幅处理、频谱分析、滤波、奇异性检测(小波分析)和希尔伯特变换等处理功能,每次处理完成后,将生成新的窗口,你可以对处理结果进行保存,但此结果不包含标题、桩号、标记等剖面修饰信息,因此在处理前首先要对剖面进行文件头修改、桩号和标记校正、道标准化等预处理。在实测数据的处理中,较为实用的处理方法有振幅处理和滤波(包括水平和垂直滤波)。
数据处理 振幅处理 增减振幅
雷达记录中的目标信号的幅度有时会很小,这是可通过调节振幅增益来调节振幅的大小,满足显示和分析的要求。IDSP5.0将整个道记录分为15段,操作时,将鼠标指向右图所示的小圆圈,鼠标指示变为“<-->”时,压住左键拖动,即可增大缩小该点的振幅值;而当压住右键拖动时,可整体增大或缩小整个记录的振幅值。
图7-1 振幅增益的设置
数据处理 频谱分析
频谱分析的目的是借助于付里叶变换等数学手段将一道雷达记录展开为不同频率、不同初相的简单波形,结合发射波形的频率和相位特征(包括子波的特征),对接收波形的频率和相位信息进行分析,确定有用的频率成分。
FA
按钮,可方便地在“时间幅度波形”和“频率通过点击工具条最右端的
幅度波形”之间切换。
数据处理 垂直滤波 带通滤波
带通滤波是去除干扰,提高信噪比的有效手段之一。使用时首先根据频谱分析免费咨询电话:4008-110511
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结果得出有用信号频率范围,对应输入到带通滤波界面中的低频截止频率(最小值)和高频截止频率中(最大值)即可。
数据处理 垂直滤波 反褶积
探地雷达在用于浅层目标的探测时,垂向分辨率是一个重要的指标。如何通过数据处理方法进一步提高地下目标的垂向分辨率,是准确探测乃至成像显示地下目标的关键。借助于反褶积(反滤波)技术,把原始雷达记录转换为反射系数序列(还原为理想的尖脉冲),达到压缩天线子波和减弱鸣振(ringing)的目的,是可用的改善分辨率的方法之一。
使用时只需根据要求o果相似:一是消除低频的固有噪声,二是消除固有背景,突出异常信号。实现背景消除不需要输入参数。
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第八章 LTD用于公路检测时的工程评价
与探地雷达探测地下少量未知埋藏物不同,公路检测数据具有数据量大、重复性强的特点,并且对处理结果有很高的精度要求(相对误差小于5%),因此特别适合于利用计算机进行处理。
在前面几章介绍的数据处理基础上,公路检测的工程评价(其它类似于公路检测的工程评价可比照执行)主要包括地面追踪、静校正、层位追踪、厚度计算、生成报表和直方图等步骤。
工程评价 追踪地面
追踪地面时,首先在彩色显示剖面(图5-1右)和单道波形(图5-1左)中寻找地面对应的相位(在公路检测中,电磁波从高速介质空气进入低速介质沥青中,地面反射相位一般对应的是负相位);然后在右边波形中,以选定尖峰为中心,利用鼠标左键拖出一个矩形窗,松开左键后,用右键点击矩形窗,从出现菜单中选择执行追踪地面,IDSP5.0将以此窗内的振幅序列为基准值,借助于相关等数学手段依次追踪当前点周围的目标相位,即地面对应位置。
对应地面
的追踪线
圈定的矩形窗
图8-1 追踪地面对应相位的示意图
工程评价 校平地面
有时为了在剖面图上真实反映地下某界面的情况,需要把图5-1中的地面追踪线校平。地面追踪线出现后,即可执行校平地面。
工程评价 层位追踪
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层位追踪的操作跟追踪地面大致相同,在反射相位附近选定矩形窗后,在右键菜单中执行层位追踪,即得到目的层位的追踪线。
工程评价 层厚计算
根据地面和层位追踪结果,可得到电磁波到目的界面的旅行时间,如果能够通过实验或者计算再得到电磁波在该种介质中的传播速度,我们可以很容易地得到目的层的厚度。
波速的输入有两种选择:一是针对某种单一介质,采用固定波速;二是利用某点的钻芯数据和地面反射振幅曲线,计算得到一条水平上连续的速度曲线,供计算层厚使用。
工程评价 生成报表
执行层厚计算后,将鼠标移至IDSP5.0系统界面下部的曲线显示区域,在右键菜单中选取显示层厚曲线,然后再用右键点击层厚曲线的某一点,执行菜单中的生成报表(如果曲线中的毛刺较多,还可以执行曲线编辑,借助于中值滤波等数学手段,进行平滑),就会出现如下界面:
生成报表图8-2 层厚计算时的参数输入界面
参数设置
输入相关参数后,点击确定,软件将自动生成公路检测综合评价报表:
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综合评价报表快速、直观的为现场监理人员提供了铺层层厚的平均值、标准差、变异率、最大值、最小值、代表值、设计值、评价段内包含点数等信息。同时还可以根据实际需要保存打印报表,或者将所有厚度相关数据另存为文本文件,以便于现场人员利用第三方软件(比如Excel)进行进一步处理。
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第九章 LTD雷达剖面的编辑和打印输出
利用IDSP5.0对实测雷达剖面的处理,以对公路检测数据的处理最为典型,其处理过程几乎用到了IDSP5.0的所有功能,比如:
➢ 切分/合并检测文件(执行方法见本手册P21,以下简写为P**);
➢ 打开待处理剖面文件(见P22);
➢ 修改文件头(见P22);
➢ 设置个人习惯的调色板(见P22);
➢ 根据实际桩号和现场检测情况记录,校正检测剖面中的标记和桩号;
➢ 将标记间的道数标准化为同一数值(见P23);
➢ 如果需要,可将检测剖面翻转或选择部分剖面进行截取(见P22);
➢ 分析检测信号的频率范围,进行带通滤波(见P24);
➢ 调节振幅增益(见P24);
➢ 追踪地面(见P26);
➢ 层位追踪(见P26);
➢ 波速估计,层厚计算,曲线平滑(见P27);
➢ 画标定线(用于设计值和厚度计算值的对比);
➢ 生成综合评价报表(见P27);
……
经处理后的雷达检测剖面在打印输出之前,需要添加标题、道号、桩号、异常标注等信息,IDSP5.0提供了丰富的剖面修饰和输出功能。
剖面编辑 标题 添加标题
添加后的标题,可以通过用鼠标右键点击后,修改其属性。
剖面编辑 标记 自动打标记
自动打标有按道号和按桩号两种设置,每种设置对应首标位置(第一个标记的位置)、小标间隔(每两个小标记之间的间隔,小标在剖面中用短线表示)和大标基值(能够被大标基值整除的位置添加一个用图6-1 自动打标记的参数设置
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长线表示的大标)三个参数。同时再次界面内还可以修改标记属性(包括粗细、颜色等)。
剖面编辑 --- 手动打标记
在工具条上用鼠标左键压下红色短线/长线图标后,将鼠标移向剖面中要打标记的地方即可完成手动打小标记/大标记。
剖面编辑 标记 自动清标记
选择这个功能,可以将剖面中标记清除。
剖面编辑 桩号
选择这个功能,可以实现桩号的显示和编辑(用鼠标右键点击桩号区域也可实现)。
剖面编辑 道号
选择这个功能,可以实现道号的显示和编辑(用鼠标右键点击道号区域也可实现)。
剖面编辑 画直线
选择这个功能,可以在层厚计算值附近,将设计值对应直线画到剖面中,便于现场监理人员直观对比。
剖面编辑 标注异常
执行这个功能后,可以利用屏幕上出现的画笔圈定和标注异常目标(点击工具栏上的绿色不规则圆圈图标也可实现)。
剖面编辑 增加说明
执行这个功能后,可以对剖面上的异常增加文字说明(点击工具栏上的“T”图标也可实现)。
另外,通过选中查看和窗口菜单的不同内容,可选择屏幕上显示的内容。
文件 保存/另存为/打印
IDSP5.0提供了丰富的剖面存取和打印输出功能。
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附录A 新型低频HP系列天线使用说明
一、产品的主要结构特点
产品结构由天线体、接收机或发射机两部分组成,天线体与接收机或发射机通过锁扣联接,接收天线与发射天线中间通过连接杆联接,连接杆通过快锁螺钉固定,可实现整套系统的快速安装、收放(图A-1)。
接收机及发射机结构形式完全一致,只是插座及开关不同。壳体采用2mm厚铝板折弯焊接而成。
天线外壳选用PVC工程塑料,预埋板均采用尼龙1010进行机加工而成。产品的零部件分别采用了导电氧化、喷漆、涂覆三防漆等工艺,可以保证产品使用的“三防”要求。
图A-3 产品结构示意图
二、使用和操作
产品必须配合LTD系列探地雷达主机使用,发射机和接收机面板分布见图A-2、图A-3,产品操作步骤如下:
(1)将综合电缆一端接到主机,另一端接到接收机19针插座;
(2)将光纤两端分别插到发射机和接收机光纤插座;
(3)按照主机的使用说明书打开主机并调试到合适的参数;
本产品要求主机调试参数:扫描速度:32
重复频率:16;
(4)打开发射机和接收机电源,即可开始工作。
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图A-2 发射机面板图
图A-3 接收机面板图
三、故障分析与排除
1、发射机或接收机电源指示灯不亮,检查相应电池是否有电,如无电,应进行充电后使用;
2、发射机或接收机欠压指示灯(黄灯)亮,提示应对相应电池进行充电;
3、产品必须配合LTD系列探地雷达主机使用,当发生除上述情况外的其它故障时,故障分析及排除详见《LTD-2100探地雷达使用手册》;
4、产品如发生重大故障,应与研制单位联系,不可自行拆机。
四、维护和保养
1、锂电池及充电器的使用和维护
警告:电池正负极短路可能引起爆炸或燃烧;
注意:在不充电时请将充电器从电池上拔下,不可长时间充电,否则可能导致电池使用寿命减少甚至损坏。
(1)充电
a、池电量耗尽时,必须从发射机或接收机中取出,方可进行充电;
b、电器连接电池时,当充电器的指示灯为红色时,表示电池正在充电;
c、当指示灯为绿色时表示电池已经充满,此时可以断开充电器与锂电池的连接,拔下充电器的交流插头。
(2)维护
a、锂离子电池及充电器属精密仪器设备,使用时请避免碰撞、高温、火烧等;
b、锂电池长期存放前应该充电,每6个月需要对电池进行一次完全的充放电;锂电池储存温度为-30℃~+55℃。
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2、产品的维护和保养
1) 常规存放时,产品应放入包装箱内,保持产品表面无尘,无水,保存环境保持干燥,远离火源;
2) 在使用前,必须先检查航空接头处是否整洁,触点针头是否完整;
3) 使用和运输时,注意摔落,重物击打。
4) 产品如果长时间不用,应每三个月加电一次。具体方法是:按照LTD系列探地雷达使用说明书要求,将主机和本产品按规定连接,开机工作。
五、产品的成套性
产品主要由发射机、接收机、天线及备附件组成,主要清单见下表A-1。
表A-1 产品组成清单
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
名称
25MHz天线(发射、接收天线)
50MHz天线(发射、接收天线)
100MHz天线(发射、接收天线)
200MHz天线(发射、接收天线)
发射机
接收机
充电器
锂离子电池
光纤
型号、规格
(尺寸L×W×H、重量)
3660mm×120.5mm×45.5mm, ≤16kg
1830mm×120.5mm×45.5mm, ≤8kg
915mm×120.5mm×45.5mm, ≤5kg
458mm×120.5mm×45.5mm, ≤3.2kg
135.8mm×110mm×258.2mm, ≤2.2kg
135.8mm×110mm×268mm, ≤2.1kg
BC-C2(珂玛电子)
NP-C60(14.8V,60Wh,珂玛电子)
3米
数量
1套
1套
1套
1套
1台
1台
1台
2块
1根
说明:
1.本产品不能单独使用,必须配合LTD系列探地雷达主机才能正常工作;
2.天线有4种型号,发射机和接收机通用,根据用户需求,可配置其中一种或多种型号天线。
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附录B LTD探地雷达使用中的常见问题解答
第一部分:高等级公路检测相关问题
Q1:天线小车的主要用途?
A1:天线小车可用来装载GC1500M、GC900M和GC400M天线,挂接在任一辆汽车上,以不大于15km/h的匀速对路面进行检测。
Q2:天线小车上挂接的编码器的主要用途是什么?
A2:LTD探地雷达配置的编码器随轮子旋转一周可送N=100次脉冲触发,在雷达参数中,可通过选择测距轮检测方式,并选择标记扩展为n(一般选5即可),这样在知道了天线小车车轮周长S(实际是89cm)后,系统就会按照一定间距l采集一道数据,其中:lS89n (cm)5 (cm)4.45cm ,如果再配合检测过程中的N100人工标记(一般可以50米打小标,100米打一大标),就可以将路程误差控制在0.3%。
Q3:调节参数的步骤及目的?特别是增益调节时,什么时候才是最合适的?如果波形出现较大负值时,是否对结果有影响?
A3:由于地下介质特性不同,每次探测前,需要进行雷达参数调整;各个参数的具体含义和调节方法除了讲解内容外,在“多媒体培训资料-探测部分”和手册中都有详细描述。对于探测目的相对单一的公路检测,其参数可直接调入。
现场调节增益是为了增大或减小曲线(蓝色)的振幅大小,使地下的反射信号可见。调节的原则是:使地面信号最大,其它的从上至下依次减小,同时保持增益曲线(绿色)为一斜直线线(微调时,可使用多点调节功能)。
Q4:操作过程中,应注意哪些事项?
A4:实际操作过程中,大致需要注意以下几个问题:
(1)通读由厂家提供的培训资料和手册,对雷达在交通工程质量检测中的应用原理、检测方法和处理分析过程有深入掌握,至少有个框架了解,好对实际检测工作融会贯通;
(2)对整个雷达系统和天线小车连接后,在开机前,首先检查主机和天线、主机和电池、天线和编码器连接的航空插头是否插牢;接着检查小车的每个部位的螺丝是否拧紧;再次检查线缆是否有缠绕现象;最后检查小车是否挂牢在汽车上;
(3)开启雷达前一定要询问天线是否已经连接;同样地,在更换或拔下天线接头时,一定要确认雷达已经关闭(参数调节菜单最上端变为红色),以防天线上的高压对主机形成冲击;
(4)对电池充电前,若用到电源插座,应先将电源插座插到带电插孔中,然后将充
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电器一端三相插头插到电源插座上,这时充电器指示灯变绿;再将另一端的四针航空插头连接到锂电池对应的五孔芯中,这时三个指示灯变成红色;充电8~12个小时后,待电池充满后,指示灯变为绿色;
说明:a.锂电池的充电插孔可用作输出端,当用两头都是四针航空插头的电源线与主机相连,以给给主机供电;b.充电器同时可用作AC/DC电源转换器,三相插头接220V交流,另一端的四针插头接到主机的四芯电源插孔时,可对主机供电;c.尤其注意地,充电过程中,电池不得与主机相连!
(5)按照探测目的调节好参数后就可以检测了,存取完毕后,要大致估计文件长度并检查存取文件是否正常,同时做好现场记录;
(6)处理数据前,先将野外现场记录整理为详细的电子文档,然后按照处理流程耐心处理分析。
Q4:天线一般离地面为多少厘米,测试的效果最佳?
A4:随机配套的GC900M和GC500M天线都是地面耦合式天线,检测时离地越近越好,但考虑到地面磨擦会影响检测速度,一般保留1~2cm的距离,并且每次尽量保持一致;
Q5:现场打标记有何作用?内业处理时,道标准化已将标记删掉,如何与现场桩号相对应?
A5:尽管随机附送的编码器精度已经很高(每周100次,每次间隔0.89cm),但难免存在一定误差,如果一次检测距离较长,误差积累就会较大。现场检测时,每50米打一个标记,就将误差分摊在在50米内,绝对误差就会小到不予考虑。举例说明:1000米内测距轮送出脉冲大约112360个,若每次的误差0.01cm,总的误差就是11.236米,也就是说这时在雷达图像上读到的桩号可能偏离11.236米;但在人工标记是正确的前提下,50米送出脉冲5618次,总误差为0.56米,这时我们再对标记间进行标准化,实际上又将误差分摊到每一道,这时的实际误差变的更小,同时保证打印出的成果图长度一致(没公里的道数一致了)。
将每50米标准化为1000道后,实际上桩号已经与道号对应起来了,比如检测范围是K70+000~K71+000,那么道号10000的地方对应桩号就是K70+500,这时即使抹去所有标记,也可以利用IDSP5.0软件中“剖面编辑”->“标记”-> “自动添加标记”功能,随意添加。
Q6:增益调节不对时,对数据处理有何影响?
锂电池
充电器
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A6:包括增益调节在内的雷达参数调节非常重要,设想现场采集的都是不正确的数据,到室内无论如何处理也不能达到理想结果,并且费时费力。因此,现场检测是最重要的一个环节。
Q7:进行数据处理时,电脑经常会出现死机或总是发送错误报告,导致电脑关闭,是操作问题还是软件配置问题?
A7:导致死机的原因通常有三个:第一在准备追踪,并试图计算厚度时,如果这时没有修改文件头的桩号信息,就会发生死机现象;第二在手动修饰追踪线时,如果鼠标点出图像外面,有时会提示越界,报错;第三在给检测数据存放目录命名时,如果包含 “.” 等软件可能错认为格式识别符的不规范符号,软件读出的数据幅度将超界,导致出现“软件出现故障,将关闭”等报错信息。
另外,由于受到显存的限制,通常要求处理文件长度要小于30M。
Q8:数据处理时,应注意哪些问题?
A8:数据处理遵从以下步骤,会提高效率:
(1)先对应桩号范围,检查标记个数(不对的要看现场记录或道数较多的部分是否漏打标记,或者有没有打两个标记的地方);
(2)按照20道/米的标准将标记间道数标准化;
(3)根据现场记录,用“选择截取范围”将多余的数据去掉
(4)用“剖面编辑”->“标记”功能清掉大标/小标;
(5)打开文件头,将桩号范围修改为实际的检测范围,桩号间隔修改到合适数值;
(6)显示桩号,并按照一定桩号间隔打标记;
(7)将编辑好剖面重新另存为易记的文件(根据所测路段、使用天线等信息命名);
(8)这时就可以对地面进行追踪了(一般选择上部最大的负值当作地面);
(9)在地面往下m纳秒(m=沥青设计厚度H/5)附近,寻找一较大的负峰,同时对比左边的伪彩色图,选定沥青底界对应相位,然后用“追踪该层”追踪目的层位;追踪层位时,看到有突变的地方,可分段追踪,若显示长度不对,鼠标点击剖面一下,重新打开文件头,并确认,计算机会正确读出剖面长度;
(10) 鼠标右键点击追踪线,选择弹出菜单中的厚度计算;
(11) 鼠标右键点击软件下端的曲线显示区,选择“显示厚度曲线”;
(12) 鼠标右键点击厚度曲线,利用中值滤波平滑一下;
(13) 再右键点击厚度曲线,选择生成报表,在对话框中输入标定得到速度,即生成综合评价报表;
(14) 将报表文件另存为文本文件,就可以用EXCEL编辑了。
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至此,大功告成,可以根据提供模板写检测报告了。
Q9:怎样判断生成的表格数据是否正确、真实?
A9:伟人说过,“实践是检验真理的唯一标准”。如果根据雷达检测剖面计算出的面层厚度(电磁波传播速度经芯样标定得到)与实际取芯量测的厚度相比,误差在允许范围内,就说明生成的“综合评价报表”是真实可信地(对比时要看芯样附近的统计数据,不能仅仅看一个点)。
Q10:低频平板天线如何使用?
A10:GC100M低频平板天线由带有发射机的天线板和带有接收机的天线板(单板长80cm,宽16cm),象右图将两个平板用连接杆连接,两个触发口用触发线连接,最后用控制电缆将天线和主机连接,就可以进行深层缺陷进行探测了(时窗通常设置75ns,重复频率选择32,扫描速度设置32,其它参数调试原则与高频天线的调试原则相同)。
低频天线探测时,多选用点测方式,探测深度可达到5~10米。
Q11:LTD-2100系统用于路面检测的可靠性如何?
A11:厚度计算误差小于5%,测距轮造成的桩号误差不大于0.3%。
触发口
连接杆
接主机
触发口
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第二部分:使用中其它常见问题解答
Q1:IDSP5.0中的“数据处理>扩散补偿”以及“数据处理>扩散补偿”指的是什么?如何实现?
A1:首先建议你通读一下李大心教授编著的《探地雷达技术与应用》(我们提供的资料光盘中就有),其次可下载一些相关的硕博论文(你们学校应该很方便的)看一下。
你说的扩散补偿和扩散补偿都是信号加强的方法,以下还有几种:
利用有关函数,突出有用信号、削弱“噪声”强度。
S型函数的几种形式(变量作归一化处理):
(1)y1xx %对弱信号(0附近)作用明显,使其变得更弱
(2)y2[0.5(x0.5)3]x %使强信号更强,弱信号更弱
(3)y3(x0.15sin2x)x %削弱中等强度信号
(4)y4(sinx)x %强调中等强度信号
1(5)y5 %能量均衡
1exQ2:说明书中提到可以根据频谱分析确定的有用信号范围来设置带通滤波的高/低截至频率,如何确定这个范围呢?所做的带通滤波是针对所有道所有采样点进行的么?IDSP5.0是否可以只对部分数据进行滤波处理?IDSP5.0的滤波处理是基于什么原理?
A2:通常来说,你可确定滤波范围为:1f0~2f0(f0是中心频率);进一步地,你可2根据频谱分析结果,取其能量集中的频段作为滤波范围;更重要地,要不断总结具体天线的有用信号范围,来作为滤波范围。
软件中就是利用简单的箱式滤波,信号处理书上都有:
带通滤波是去除干扰波的有效手段之一,实现过程如下:
根据频谱分析结果和发射波形特征,确定有效波的频率范围;
设计一个滤波器保留有效成分,滤掉干扰波频率成分,即
1,
00
H() (10)
0, other
在实际应用中,一般采用镶边带通滤波,以消除吉布斯抖动现象:
1 , f2ff3ff21(1cos) , f1ff2f1f22
H(f) (11)
ff31(1cos), f3ff42f4f3 , other0
由傅立叶正变换得到雷达时域记录f(t)的频谱F(),然后根据滤波方程得到滤波后的雷达记录数据的频谱:
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F()F()•H() (12)
由式(1-9)用傅立叶逆变换可得到滤波后的雷达时域记录波形:
^1^jtf(t)F()ed (13)
2
Q3:希尔伯特变换需要输入门限参数,这个参数如何选择?
(4)“工程评价”下面的“压实度/空隙度”功能如何实现?
A3,4:由于地下介质的不均匀性(性质多变),这两个功能在实际应用中还处于理论阶段,因此软件中还没有设置。
Q5:说明书中提到数据事后处理可以三维成像,怎么实现?
A5:这是原来针对浅层目标(主要是为军队探雷时用到)设置的一个功能,需要对现场进行双向扫描,对一般的公路检测没有多大的用处。
Q6:性能指标中提到波形叠加次数:1-60k,波形叠加指的是什么?和数据叠加是一回事么?IDSP5.0具有偏移处理功能么?
A6:波形叠加次数N(范围为1~4096)指得是把相邻的N道数据平均当作当前道,
软件中还没有加上偏移处理功能(地下介质速度是变化的,偏移往往带来错误的结果)。
Q7:贵公司提供的探测资料中,有*.ltd和*.lte两种格式的文件,它们有什么区别?注意到这两种数据文件在IDSP5.0所显示的振幅幅值相差一个数量级。而且相继打开两种格式文件后,会影响到先前打开的那种文件振幅幅值显示,变大或变小。
A7:*.ltd是当时LTD-10型雷达的数据格式,数据是8位的;*.lte是LTD-2100用的数据格式,是16位的。重新启动软件应该可以消除上次的影响。
Q8:在探测和数据处理过程中可以通过调节增益曲线凸显目标,那么调节增益曲线有没有什么具体原则或者规律?
A8:严格的说调节增益不是要凸显目标,而是为了将随深度增大,衰减掉的信号补偿回来,一般我们把地下介质看作是渐变的,那么随深度衰减的强度应该是线性的,调节增益时,也应该将增益曲线设置为一条斜线(由上至下逐渐增大),最终目的使整个探测范围内的信号可见。
Q9:说明书提到,在“工程评价>追踪层位”功能中,地面层位一般是第一个极大的负相位,那么下面的面层底界、基层底界如何追踪?当面层、基层内部还可以细分的时候,波形更加复杂,如何确定准确层位位置呢?
A9:根据反射系数的定义:
RA入射A反射=^1212
你可确定接收到的某一层的反射波的相位是反相的还是正相的(与入射波相比),
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简单的方法是,你试着将天线对着地面,执行抬起、放下天线的过程,记录下这个数据,你用idsp50打开,鼠标放到U型异常显示(对应地面高度的变化)的底部,会在软件右边看到地面反射波的相位结构(是正-负-正或者是负-正-负),若是正-负-正结构,由于是从空气中(介电常数为1)入射到地面(介电常数约为9),反射系数为负,入射波和反射波是反相的,那么入射波(这地方对应着脉冲子波)应该是负-正-负结构,同样的方法,你可依次确定下面各层结构对应的相位(同时结合设计厚度)。
Q10)层厚计算>波速估计中的“由反射振幅法估计”怎么使用?
A10:你可阅读一下我发给你的一篇文献(刊载于地球物理学进展)。
Q11:层厚文件*.th如何导出?其文件格式是什么形式?
A11:你形成层厚文件后,右键点击层厚曲线(若没有,先用右键点击软件下部的曲线区,让它显示),选择另存为*.txt格式,你就可以在excel或其它软件中方便使用。
Q12:IDSP5.0的层位追踪功能最多能够追踪多少层?
A12:没有限制。在实际应用中,你所要确定的地下结构一般不会超过5层吧^_^
Q13:所使用的500M及900M天线为后向屏蔽天线?屏蔽天线是否是指天线可以屏蔽来自空中的电磁干扰?天线收发一体是否就是说天线距为零呢?
A13:屏蔽天线通俗点说,或说采取的办法就是在天线上部和四周设置金属屏蔽(天线底下没有),只让信号向地下辐射,并只接收来自地下的反射;
一体化设计天线只是收发器放到了一个盒子里,收发之间还是有一定距离(这个距离在地震上称为偏移距),900M大约是5cm,500M的大约是10cm。
Q14:天线类型可以分为空气耦合与地面耦合两种,您曾经提到该天线贴地或者悬空均可正常使用。我们使用的天线属于哪种类型呢?
A14:你们的两种天线都是地面耦合天线(Ground Couple Antenna),它设计的阻抗与地面相匹配,约贴近地面,效果越好;
Q15:用于道路检测时,天线悬置高度多少合适?注意到部分资料推荐高度为40~60cm。在检测过程中,天线难免抖动,在得到的图像的直观显示是产生波浪形免费咨询电话:4008-110511
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起伏,怎么去除这种影响呢?用“较平地面”么?
A15:你看到的资料那是指得喇叭型天线(空气耦合天线),这种天线体积较大,使用时需要对车进行改造;如果检测到数据显示地面不平,可用地面校正处理;
Q16:执行“直达波处理-较平地面”是否会影响面层、基层时间曲线,进而影响层厚曲线的准确性?
A16:是整体移动,不会影响厚度计算。
Q17:其他条件相同,在一段起伏较大的路面上进行检测,得到的结果与在平直路面上检测得到的结果会不会有较大不同?
A17:用天线小车,保持5~10km/h的速度,不会有大的影响。
Q18:天线移动速度受限于天线扫描速率,根据您的经验,在面层厚度、基层质量连续探测过程中,采样点数、扫描速率、以及天线移动速度的参数如何设置比较合理呢?注意到资料里面建议采样点数为512,扫描速率为64扫描/秒。
A18:首先要保持5~10km/h的车速,采样点数设为512,扫描速度设为64或128。
Q19:天线移动速度不均时,单位距离内雷达波形道数不同,如何解决?用“道标准化”可以么?如果采用测距轮触发方式下的采集过程可以使得单位距离内采集波形数量一致,那么在连续测量方式下如何实现呢?
A19:公路检测的距离一般较远,因此用测距轮控制,结合一定距离打标记的方式比较好(比如检测过程中可100米打一个标记),回来后可选择标记间标准化为一定道数的手段,使道数等间距。
Q20:探测过程中天线在移动时的有效探测宽度有多大?在实际公路检测中,纵向侧线间距多大合适?
A20:探测宽度大约50cm,你要说的是横向距离吧?一般一个行车道布置一条测线就行。
Q21:用于路面结构层厚度以及路基、路面缺陷检测时,探地雷达的检测密度(一米内波形道数)多少合适?
A21:检测时,采用测距轮控制方式,标记扩展一般选择5就行(这时一米大约记录了22道数据,或者说是22个测点),回来后可用IDSP5.0进行插、抽道。
Q22:“波形叠加次数N(范围为1~4096)指得是把相邻的N道数据平均当作当前道,”,那么波形叠加的实现是否指的就是探测过程中“Menu实时处理-道间平均”以及后处理软件中的“预处理-道间重采样”?这样处理会不会降低分辨率?
A22:先说探测过程中“Menu实时处理-道间平均”,就是指的“波形叠加”,这个功能多用于人工点测方式,它的平均数据来自天线相对静止不动时,不同时间采集的同一地点的反射信号序列,如果周围没有干扰,参加平均的信号序列应该是相同/近的,不会对分辨率有任何影响;
后处理软件中的“预处理-道间重采样”用于数据冗余时,通过抽道去掉多余道数(比如现在每米记录了50道,而一般20道足够,那么就可通过抽道去掉)。这免费咨询电话:4008-110511
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个功能与波形叠加的概念不太一样。
Q23:李大心教授编著的《探地雷达技术与应用》等资料中提到的多次叠加与LTD产品的波形叠加是不同的概念么?
A23:yes.
Q24:发射脉冲重复频率指的是什么?
A24:脉冲源重复发射脉冲子波的频率,一般取64kHz,128kHz。
Q25:较大的数据文件在IDSP5.0中打开、分割处理比较吃力,对这个数据文件大小有没有限制?LTD雷达连续测量长度有没有限制?
A25:记录的文件长度没有限制,但处理时最好先分割为小于32M的文件。
(一般1km记录一个文件比较好)
Q26:如何得到入射波波形?是否是通过做全反射,然后对得到的波形取反?反射波与入射波同相(反相),是不是说反射波“振幅”就是正相(负相)?
A26:可以通过全反射得到入射波,是否取反要看你用的那种介质(看反射系数的公式);
若反射波与入射波同相(反相),其波至对应相位应与入射波波至对应相位是同相(反相),而不一定是正(反)相。
Q27:IDSP的频谱分析得到的是振幅谱么?对于某道波形的频谱分析,如何解释?如何确定“有用信号”的频率范围?
A27:要彻底理解频谱分析,最好看一些信号处理书。
其含义看上次给你的实现过程。一般取频带宽度范围为左半幅0.707Amax处(称半幅点),到右半幅0.707Amax处,实际上,一般取有用信号覆盖处(取宽一些)。
Q29:水平滤波与垂直滤波的区别与联系?“水平滤波>背景消除”如何实现?的抑制?
A29:都是一个滤波过程,只是方向不同,用的样点含义不同。你只有看了有关滤波方面的书,理解了滤波器的设置后,才会真正明白,要不然不是一两句能说清的。
对公路检测,你只要找到地面对应相位和沥青底反射就行,可不消除直达波。
Q30:点击“垂直滤波>带通滤波”出现选择高通/低通截至频率对话框,里面的默认频率值是如何确定的?
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30-1-0.50Amp
0.5x 12x 10410Time(ns)Amp.Frequency(MHz)200025直达波如何去除呢?在IDSP中“直达波处理”下面的几个选项能否实现对直达波
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2024年2月20日发(作者:臧宏硕)
LTD-2100探地雷达
用 户 手 册
中国电波传播研究所
二○○九年五月
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目 录
前言
第一部分 LTD-2100探地雷达仪器操作手册
第一章 初识LTD-2100探地雷达
§1.1 LTD-2100型探地雷达简介……………………………………………………01
§1.2 LTD-2100探地雷达挂接天线…………………………………………………02
§1.3 LTD-2100探地雷达的性能指标………………………………………………04
§1.4 LTD-2100探地雷达的应用范围………………………………………………05
第二章 使用LTD-2100前的准备工作
§2.1 现场探测计划的制订…………………………………………………………06
§2.2 完成常规探测所需的基本设备………………………………………………06
§2.3 相关资料收集…………………………………………………………………07
第三章 数据采集过程
§3.1 探地雷达主机面板的功能键说明……………………………………………08
§3.2 探地雷达仪器的联接和启动…………………………………………………09
§3.3 LTD-2100探地雷达采集软件的启动…………………………………………11
§3.4 雷达采集参数的动态调试……………………………………………………12
§3.5 探地雷达数据采集过程………………………………………………………17
§3.6 LTD探地雷达探测数据回放…………………………………………………20
第二部分 LTD数据处理软件IDSP5.0用户手册
第四章 初识事后处理软件IDSP5.0
§4.1 LTD雷达数据处理软件IDSP5.0……………………………………21
§4.2 LTD雷达数据处理软件IDSP5.0的工具栏说明……………………………22
§4.3 LTD雷达数据处理软件IDSP5.0的状态栏说明……………………………22
第五章 软件IDSP5.0的安装和执行
§5.1 IDSP5.0软件系统的组成和安装……………………………………………23
§5.2 IDSP5.0软件的执行…………………………………………………………23
第六章 LTD探地雷达数据预处理过程………………………………………24
第七章LTD探地雷达数据处理过程……………………………………………27
第八章 LTD用于公路检测时的工程评价……………………………………29
第九章 LTD雷达剖面的编辑和打印输出……………………………………32
附录A 新型配套低频天线使用操作说明………………………………………34
附录B LTD雷达使用中的常见问题解答………………………………………37
附录C LTD产品的售后服务条款…………………………………………………48
前 言
随着世界经济建设和材料科学的发展,对地下非金属类目标探测技术的需求变得愈来愈迫切,国内外兴起了利用探地雷达进行地下目标无损探测的研究和应用热潮,探地雷达在城建、交通、地质、考古、国防、公安等部门扮演着越来越重要的角色。
中国电波传播研究所(系统内称中国电子科技集团公司第二十二研究所)历经20年的研究工作,目前已经研制成功多种型号的探地雷达产品,最新研制成功的小型化便携式LTD-2100探地雷达既可用于对浅层目标的高分辨检测,又可用于地下较深层目标的探察,已广泛应用于军事和民用的多个地下目标探测领域。
感谢您选用中国电波传播研究所研制的LTD探地雷达系统,您能成为我们的用户是我们莫大的荣幸。为了您能尽快熟练地使用LTD探地雷达系统,我们随机配备了内容详细的探地雷达用户手册和多媒体培训光盘,内容视具体机型而异。
我们对用户手册的编排力求内容全面而又简单易懂,从中您可以获得有关安装步骤、系统配置、基本操作、软硬件使用方法等各方面的知识。在第一次安装和使用您的探地雷达之前,请务必仔细阅读所有资料,这将有助于您更好地使用本探地雷达系统。
我们认为手册中所提供的信息是正确可靠的,并尽量避免人为的失误,但难免会有印刷之前未发现或检查出的差错,以及那些我们无法控制的疏漏,请您多加包涵!
有时,为了提高部件及整机的性能和可靠性,我们会对硬件或软件做一些改动,这样可能造成软硬件配置与用户手册的不一样,请用户能够谅解。
如果您在使用中发现手册或仪器本身有什么问题,或者您有什么意见和建议,请与我们联系。
谢谢您的合作!
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第一部分 LTD-2100探地雷达仪器操作手册
第一章 初识LTD-2100探地雷达
很高兴有机会在这里向你介绍我所最新研制生产的“LTD-2100探地雷达”。LTD-2100型雷达以数字化步进控制电路为基础,以ARM系统为核心,采用WinCE系统,与以往的LTD系列探地雷达相比,LTD-2100型具备“小型化便携式设计”、“稳定性强”、“探测精度高”、“系统软件功能完备、使用简单”等特点,她将会在众多的地下目标探测领域助你一臂之力。
§1.1 LTD-2100型探地雷达简介
LTD-2100型探地雷达是中国电波传播研究所最新研制的小型化便携式探地雷达(见图1-1),整个系统由便携式主机、收发天线、综合控制电缆、测距轮(可选)、内置12V锂电池、数据采集和处理软件等组成。
1 电源开关
2 雷达开关:F7键
3 TAB切换键
4 实时帮助
5 上移键:兼具增大功能
6下移键:兼具减小功能
7左移键:兼具取消功能
8 右移键:兼具确认功能
9 确定键:选定功能
10 F2功能键:存盘/停止
11 F3功能键:暂停/继续
12 F4功能键:数据回放
13 F5功能键:显示器调节
14 DEL键:与OS系统功能相同
15 ESC键:与OS系统功能相同
10
11
13
12
14
15
8
9
6
1
2
3
4
5
7
液晶屏
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在现场将仪器正确连接后,借助于便携机内的“数据采集和处理软件”,可完成
从参数调试、数据采集、数据回放和处理的整个过程。只要您具备简单的微机、地质和相关工程知识,再通过短时间的学习和培训,即可掌握LTD-2100型探地雷达系统的使用。
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§1.2 LTD-2100探地雷达挂接天线简介
通过挂接不同型号的天线,LTD-2100探地雷达可完成对不同深度目标的探测(天线主频越高,探测深度越浅,垂向分辨率越高;反之亦然)。
设备名称
尺寸
(cm)
31216
482055
482055
482055
482055
重量
(kg)
2.5
6.0
6.0
6.0
6.0
1.1
2.0
3.8
8.5
7.5
9.0
12
0.02~0.2
0.02~0.3
0.03~0.5
0.05~0.6
0.03~0.5
0.05~1.0
0.10~3.0
0.15~5.0
0.15~8
0.15~15
0.2~20
探测深度
(m)
厚度/深度检测误差
<3%
<3%
<4%
<5%
<4%
<6%
<10%
<10%
<15%
<20%
<20%
偏移距
(cm)
24
24
24
24
6
15.2
16
24
~45
~90
~180
发射幅度
(V)
20
20
30
30
40
60
80
100
600
800
1000
平板式天线主要用于深层目标探测
屏蔽天线主要用于浅层目标探测
喇叭天线主要用于公路面基层厚度检测
主控系统
应用范围
LTD-2100
AL2500MHz
AL2000MHz
AL1500MHz
AL1000MHz
GC1500MHz 221213.5
GC900 MHz
GC400 MHz
GC270 MHz
GC200 MHz
GC100 MHz
GC50 MHz
30186
323221
454524
4512
9012
18012
喇叭型天线是LTD-2100型公路检测仪的专用天线,主要用于公路面基层厚度的测量,有AL2.5GHz、AL2.0GHz、AL1.5GHz、AL1.0GHz四种可选。
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1500MHz天线在中等衰减土壤中探测深度可达50cm,可识别≥6cm的薄层(以10cm/ns传播速度计),多用于公路面层和钢筋保护层厚度检测、混凝土内钢筋分布探测。
900MHz天线在中等衰减土壤中探测深度可达100cm,可识别≥9cm的薄层(以10cm/ns传播速度计),多用于公路面基层厚度和隧道衬砌质量检测。
400MHz和270MHz天线在中等衰减土壤中探测深度可达500cm,可用于公路路基、隧道施工质量和市政管道探测。
平板式天线由收发机、天线板、天线用内置锂电池、连接杆、光纤等部件组成,收发分离设计,有200MHz(长50×宽16cm)、100MHz(长80×宽16cm)和50 MHz(长160×宽16cm)三种型号,探测深度可达到10~30米,常用于地质勘察和较深层目标探测。
使用时,主机参数中要求重复频率选16kHz,扫描速度选32scan/s。如果实测波形有抖动,还可进行实时叠加(平均)4~8次。
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§1.3 LTD-2100探地雷达的性能指标
一、主要特点
➢ 雷达主机、计算机和锂电池为一体化设计,便于现场使用;雷达主机基于ARM主板设计,采用WinCE系统,确保雷达主机的稳定性和操作方便性;
➢ 采集软件和数据处理软件采用中文界面,符合国内相关规范要求,并为用户提供不加密的开放性版本;
➢ 高频天线安装把手,便于隧道等工程检测用;
➢ 低频天线单独供电,确保探测深度;
➢ 系统时窗:5ns~1us范围可调;
➢ 系统采样点数:128、256、512、1024或2048可选;
➢ 系统扫描速度:8~128扫描/秒,可选;
➢ 波形叠加次数:1~32768,可调;
➢ 系统探测方式:连续、轮测、人工点测三种可选;
➢ 显示方式:彩色、堆积波形可选,调色板可选;
➢ 水平距离标记:手动、测量轮自动标记可选;
➢ 硬件三年质保,软件十年内免费升级。
➢ 随仪器为用户提供仪器操作和数据处理解释的多媒体演示和典型工程探测图谱,使用户很快成为行家里手。
二、性能指标
➢ 连续工作时间:提供两块嵌入式锂电池供电,连续工作≥8小时;
➢ 体积:≤311 mm×212 mm×61 mm(含航空插座)
➢ 主机重量:≤2.5 kg
➢ 整机功耗:15W,内置16.8V、65Wh锂电池供电或外部电源供电9V~18V;
➢ A/D:16位;
➢ 扫描速度:16Hz,32Hz,64Hz,128Hz可调;
➢ 记录道长度:256,512,1024,2048ns可调;
➢ 脉冲重复频率:16kHz,32kHz,64kHz,128kHz可调;
➢ 时窗范围:5ns~1us,连续可调;
➢ 动态范围:-7dB~130dB;
➢ 系统信噪比:大于70dB;
➢ 软件处理功能:滤波、放大、道间平均、去背景处理;
➢ 测量方式:逐点测量,距离触发测量,连续测量可选;
➢ 显示方式:伪彩图、堆积波形或灰度图;
➢ 冲击振动:满足GJB74.6~85要求;
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➢ 工作温度:-10℃~+50℃;
➢ 储存温度:-20℃~+60℃;
➢ 湿热条件:+30℃,90%。
§1.4 LTD-2100探地雷达的应用范围
随时域电磁场理论和相关电子技术的不断发展,探地雷达的应用从最初的对冰层(弱衰减介质)厚度的探测,应用领域现已遍及城市建设、交通、考古、农田、水利、环保、公安和国防等部门。LTD-2100型探地雷达的多项关键技术处于国内领先水平,已广泛应用于:
(1)军事部门:构筑工事前的地质勘察和地下工事探测、地下未爆弹药和埋藏军械的查找金属或非金属埋设物(例如地下管道、电缆线等);
(2)交通部门:公路施工质量(包括面基层厚度和存在隐患)和运营情况,铁路路基隐患等目标的连续无损检测;
(3)地质勘探部门:岩层、空洞、断层、地质结构、地下水以及地下矿藏等目标的查找和描述;
(4)建设部门:隧道衬砌质量、桥梁结构和存在病害、建筑物内的钢筋分布探测;
(5)环保部门:污染企业排污暗管的探测和查找,地下污染物埋藏范围的探测;
(6)水利部门:江、河、湖泊的大坝存在隐患检测、床面测绘及水下目标探测;
(7)市政部门:金属或非金属地下管线位置和走向探测;
(8)考古部门:古墓和古遗址探测。
另外,最近已有人将其分别应用于对建筑物的桩基质量检测和地下管道泄漏的探测等,并取得了一定的效果。
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第二章 使用LTD-2100前的准备工作
利用探地雷达探测地下目标之前,制订探测计划、选择和检查设备、收集有关资料等准备工作是十分必要的。
§2.1 LTD-2100探测计划的制订
制订一个详尽、合理的探测计划是高效而经济地完成施工任务、达到探测目的的关键。探测任务/计划书应该包括施工任务、探测目的、需要的设备、测试参数设置、拟采用的测试程序和处理解释方法等内容,其具体形式可参照光盘内技术资料“探地雷达现场试验报告(样本)”。
§2.2 完成常规探测所需的基本设备
一套完整的LTD-2100探地雷达由便携式主机(含内置锂电池)、数据采集和处理软件、收发天线(十种可选)、综合控制电缆、测距轮(可选)等组成。
对于一般的探测任务,需要的设备主要有:
(1)主要设备:便携式主机(含内置锂电池和SD卡)、收发天线;
(2)辅助设备/工具:15米综合电缆线、供电电源(建议采用内置12V锂电池)、连接收发天线的触发线(若用到平板式天线,还要携带光纤和天线用内置锂电池)、带插座的长电源线(可选)、测距轮(可选)、相关工具、胶带、测试计划和记录纸、笔等;
(3)系统软件:WinCE下安装的采集和回放软件。
在这些设备的选择过程中,尤以天线型号(中心频率f0)的选择最为重要。天线中心频率的选择需兼顾目标深度、目标最小尺度及天线尺寸是否符合场地需要等因免费咨询电话:4008-110511
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图2.1 主机和配套天线示意图
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素,它可由下式大致确定:
f0150(MHz) (2-1)
x式中,x为要求的空间分辨率,m;
为围岩的相对介电常数。
特别提示:对深层目标进行探测时,应采用50~400MHz等较低频率的天线;探测浅层且尺度较小的目标时,应该选用900~2500MHz高频天线。
§2.3 相关资料收集
探地雷达剖面反映了地下介质的电性特征,由于物性参数的多解性,要想根据这些电性特征刻画出地下介质的分布情况,必须对测区的地质情况有所了解(有条件的话建立各种目标体的探地雷达图像特征最好),因此需要进行下述资料收集工作。
一、获取各种可收集到的有用资料
相关资料的收集包括确认探测目的、了解测区的地形情况、确定目标体的特性、收集测区以前的普查资料、地质调查报告、钻孔柱状图及其孔位分布等资料,对于特殊地质问题,还应走访有关施工人员了解问题性质与特征。
二、探测前的试验工作
一般在现场测试工作正式开始之前,需要进行测量试验工作。其目的是:
(1) 检查测量参数的选择是否符合预想结果;
(2) 建立各种目标体的探地雷达图像特征。
试验测线一般应布置在埋有已知目标体的地点,特别是有钻孔的测区,试验测线应该通过钻孔。
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第三章 LTD探地雷达数据采集过程
本章将带你经历LTD-2100探地雷达仪器的联接、参数设置、数据采集和存取的整个现场探测过程。
§3.1 探地雷达主机面板的功能键说明
分类 键名 标示
POWER
HELP
SAVE
功能
系统电源总开关
显示帮助信息
测量数据存盘
开关键 电源开关
F1
F2
功
能
键
F3
F4
F5
F7
Tab
回车
1)暂停数据存盘或数据回放;
PAUSE 2)同时按下此键和上下键,可增加参数调节梯度。
PLAY
LCD
START
TAB
ENTER
DEL
CH1/2
ESC
↑
↓
←
→
回放测量数据
显示屏亮度调节
在WindowsCE界面一键进入程序;在雷达工作状态长按(>1秒)关闭雷达,退回WindowsCE操作界面。
显示界面切换键
回车换行键
1)在编辑状态,用于删除光标位置的字符;
2)在双通道方式参数调整过程,用于通道方式切换。
取消最近输入的字符;撤销操作
光标上移、数据增加、向上滚动
光标下移、数据减小、向下滚动
光标左移、取消参数调节
光标右移、确认参数调节
编
辑
键
删除
取消
↑
↓
←
→
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§3.2 探地雷达仪器的联接和启动
根据施工任务选定所用设备后,可参照图3-1将整个系统进行联接。
图3-1 LTD-2100探地雷达实际连线示意图
(1)从包装箱中拿出主机,一块电池和SD卡;
(2)把抽屉式电池装入电池仓,拧上旋钮(与主机外沿平行为锁紧状态);
(3)把SD卡正面向下插入主机SD卡槽,盖好橡胶盖;
(4)拧下航空插座盖,将综合线缆头的定位槽对准,顺时针旋转拧紧;
(5) 按下右上角主机电源开关,自动进入雷达实时工作界面,雷达准备完毕。
具体步骤为:
注意:
(1)使用交流电供电时,要使用随仪器附送的电源转换器(该转换器与充电器一体化设计),同时可给锂电池充电(见图3-2);
(2)使用内置锂离子电池对主机供电时,应注意以下问题:
a.电池出厂时,已充电到50%以上的电容量,新购的电池可以直接使用。电池第一次用完后充足电后再用,第二次用完后再充足电,连续三次后,电池可以达到最佳使用状态;b.电池不用时,应将电池充电到60%左右的电容量,再进行防潮包装保存,根据存放前电池容量的状况3~6个月检测电压一次,并进行充电,保证电压在安全电压(单组3V以上)范围内;c.电池充电时,必须使用锂离子电池专用充电器;d.电池要远离-300C~600C范围以外的温度环境,不要接近火源,防止剧烈震动和撞击,不能私自拆卸电池。
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(4)SD卡在装入主机之前,请确保写保护打开,以确保数据的实时存储功能正常;
(5)所有连接线的插拔都应该在断电状态下进行!
确认正确连接后,首先打开供电电源开关,然后按下位于仪器面板右上角的主机电源按钮,系统将显示WinCE系统启动界面,而后直接进入LTD-2100探地雷达实时采集系统的界面。
图3-2 主机利用外接电源工作时,可同时给锂电池供电
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§3.3 LTD-2100探地雷达采集软件的启动
一、LTD-2100探地雷达采集系统的安装和启动
LTD2100/2200探地雷达主机控制计算机采用ARM微处理器,操作系统采用嵌入式窗口操作系统WindowsCE,主控制软件固化于ARM处理器内,用户不需要再行安装或更新维护。
确认正确连接后,首先打开供电电源开关,然后按下位于仪器面板右上角的主机电源按钮,系统将显示WinCE系统启动界面,而后屏幕显示:
自检正常后主机系统自动进入LTD-2100探地雷达实时采集系统。
二、LTD-2100探地雷达采集系统概貌
整个采集系统由图3-3所示的雷达参数调试和图3-4所示的实时采集界面组成,系统启动进入实时采集系统后,首先看到的是雷达参数调试界面,从左至右依次是参数调试区(以菜单形式完成雷达参数的列表和调试)、伪彩色图显示区(实时显示调试结果)、单道波形显示区(实时显示调试结果)。
通过按下面板右边的转换键,即可实现雷达参数调试和实时采集界面的切换。实时采集界面用伪彩色图/堆积波形形式实时显示仪器采集到的雷达数据,其下端的功能显示区给出了主机正在进行的工作,与面板下端的六个功能键相对应。
图3-3 实时采集界面的组成
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§3.4 数据采集参数的动态调试
探测参数选择合适与否直接关系到测量结果的合适性和正确性,雷达参数的调试可通过在调试界面上修改参数设置或载入雷达参数文件来实现。
一、雷达参数(菜单)概要说明
雷达操作
开启雷达
雷达参数
天线主频
重复频率
扫描速度
时窗设置
采样点数
信号位置
整体调增益
分段调增益
零偏设置
滤波设置
标记扩展
介电常数
保存参数
调入参数
探测方式
连续测量
人工点测
测距轮控制
标记扩展
测距轮标定
实时处理
道间平均
背景消除
显示方式
伪彩色图
堆积波形
转换调色板
系统功能
系统时间
保存设置
文件浏览
“绿●停止雷达”对应雷达运行状态,“红●开启雷达”对应雷达关闭状态
注:上移键设置为增加,下移键设置为减少
25M,50 M,100 M,300 M,500 M,900 M,1000 M,1500M可选,系统内存取8种参数,用户不可更改;用户选择高频天线后,要弹出对话框,要求确认
16,32,64,128可调
16,32,64,128可调
2~5000连续可调,上下调节键与F3(主机面板上标识为PAUSE)一起按下,将以10为阶梯变化;
128,256,512,1024,2048可调
遵循数值变大,观察波峰往下移动的原则(信号位置定义?)
向上键整体增大波形增益,向下键整体减少波形增益,按F3后以十倍阶梯变化;
调节绿色增益曲线上的红点附近的增益大小
保证基线在零点附近,默认值2034
与天线频率对应,设置7档(7个范围)供选择,以1/2 f~3/2 f为基准
1~100连续可调,按F3后以10为变化阶梯;
1~81连续可调,变化最小梯度:0.1,按F3后以1为变化阶梯;
根据天线频率,自动显示存取文件名,如果用户直接回车,将覆盖已有文件,比如
用户选择可见的高频参数文件后,要弹出对话框,要求确认
根据时间控制(扫描速度)进行测量
这时要求标记扩展选1,以保证每次触发成功
设置标记扩展后,利用距离控制记录道数
借用标记扩展概念,实际上是道间距扩展系数,1~100连续可调,F3+上下键=以10为阶梯
点击后弹出对话框,对测距轮周长进行标定
叠加去噪功能
起到水平滤波,去掉水平干扰的功能
8种可选
用变密度显示方式
从系统内事先存储的8种调色板选择
重新设置系统时间。
为要存储的探测数据提供缺省文件名
浏览SD卡中存储的文件
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二、雷达采集参数的设置
进入实时采集系统后,首先看到的就是雷达参数调试界面,左侧的参数调试区由雷达操作、参数调节、系统管理等三个主菜单组成,参数调节菜单又划分为雷达参数、探测方式、实时处理、显示方式四个菜单,以下对数据采集参数菜单(Menu)逐一进行介绍。
Menu雷达操作-开启/停止雷达
利用上下移动键将光标移到雷达操作按钮,用右移键将该主菜单的下级菜单打开(用左移键可将主菜单的下级菜单关闭),光标移至开启/停止雷达钮,按下便可以用软件实现雷达主机的开关(按钮显示绿色表示雷达已开启,显示红色表示雷达处于关闭状态)。
注:下面用到的打开/关闭菜单、取消/确认选择值的操作与此相同,不再详细说明过程。
Menu雷达参数-天线频率
光标移至天线频率,按下回车键打开选择菜单,移动上下键选定接入天线主频,最后用右移键供确认选择的天线中心频率(有2500MHz、2000MHz、 1500 MHz、1000
MHz、900 MHz、400 MHz、200 MHz、100 MHz和50 MHz等九种可选)。
系统根据用户选择的天线主频调入默认参数,用户只需再微调一下就可使用。
Menu雷达参数-重复频率(PRF)
脉冲重复频率是指脉冲源间断发射脉冲波形的频率。重复频率有128,64,32,16四个值可选,高频天线(2500MHz、2000MHz、 1500 MHz、1000 MHz、900 MHz、400
MHz)通常选择128,低频天线(200 MHz、100 MHz和50 MHz)要求选择16或32。
Menu雷达参数-扫描速度
扫描速度是指在检测过程中,系统每秒钟记录的道数。扫描速度的选择除了要考虑水平分辨率(一般要求有10~20个数据点经过探测目标)和记录数据量两个因素外,还要受到采样点数参数选择的影响,一般选64scan/s。
实测时,一直采用高速扫频可能会影响仪器的使用寿命,再者考虑模数转换速度和数据量大小的因素,采样点数确定后,在满足水平分辨率要求的前提下,可根据下表对扫描频率适当限制:
表3-1采样点数与扫描速度的关系
采样点数/道
256
512
1024
2048
可选道数/秒
16,32,64
16,32,64
16,32
16,32
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注:若使用低频天线(200 MHz、100 MHz和50 MHz),要求选择32。
Menu雷达参数-时窗设置
时窗长度就是右侧波形的纵轴时间长度,代表记录信号的最大双程走时长度,该值限定了最大探测深度。针对实际探测目的,按照§2.2的方法选定天线后,可按照下表设置时窗大小:
表3-2时窗大小与天线主频之间的关联关系
天线主频
50MHz
100MHz
200MHz
400MHz
900MHz
时窗选择
500ns
300ns
120ns
80ns
25ns
天线主频
1000MHz
1500MHz
2000MHz
2500MHz
时窗选择
20ns
15 ns
12 ns
10 ns
另外,可按照下面介绍的方法确定时窗:
时窗W(单位ns)的选择主要取决于最大探测深度dmax(单位m)与地层电磁波速度(单位m/ns):
1.5 (ns) (3-1)
式中的电磁波传播速度可由介质的介电常数和电磁波在空气中的传播速度C求W2dmax得:
c (3-2)
常见介质的电磁波传播速度和介电常数见下页表3-3。
有时,出于记录数据量(存储空间)的考虑,直接给出雷达记录的采样点数N(N常选512),这时可用下式初步估算时窗:
WmaxN*100/f0 (3-3)
式中,f0是选用的天线中心频率,MHz。
Menu雷达参数-采样点数N
采样点数是指单道雷达记录包含的数据点数,采样点数的选择要兼顾垂向分辨率(一般要求有10~20个数据点经过探测目标)、天线中心频率和记录数据量等因素,一般选512或1024。
Menu雷达参数-信号位置
由于电缆长度和配置不尽相同,地面直达波信号出现的位置不一定在用户预想的位置。开启雷达,并选定天线主频后,系统将信号位置设定为0,这时直达波首至若不在窗口上部合适位置,用户可用此命令重新调节。
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Menu雷达参数-整体调增益
电磁波在介质中传播过程中,能量不断衰减,实际检测前,要充分利用硬件增益将弱信号放大。
整体调增益通过上下键移动,达到对整个波形幅度增大/减小的目的(增益曲线用绿色表示,反射波形呈蓝色)。
Menu雷达参数-分段调增益
电磁波向地下传播,从上之下衰减不断增大,需要对增益分段进行调节。
分段调增益时,光标移到分段调增益处,用回车键选定,用上下移动键选择增益调节点(LTD-2100系统采用9点分段增益,当前点用红色圆圈表示),然后用左右移动键实现增益的减小或增大,分段增益调节结束,用回车键确认。
实际调节时,要把增益曲线(绿色)调至从上之下依次增大,为一斜的直线;并使得反射波形幅度(蓝色)从上到下依次减小,但清晰可见。
Menu雷达参数-零偏设置
零偏设置用于去除可能叠加到反射信号上的直流偏移量,使基线位于零点,保证波形以零点对称。系统默认值是2034,用户一般不用调节。
Menu雷达参数-实时滤波设置
系统接收到的反射信号中会叠加有多种干扰噪声,可通过设置带通滤波范围,提高信噪比,使直达波和目标反射信号清晰可见。
滤波设置中以天线带宽的理想值1/2f0~3/2f0(f0为天线主频)为参考,给出了七档滤波参数,一般选取从上面数第二档效果较好。
Menu雷达参数-标记扩展
标记扩展对测距轮上的编码器送出信号的有效次数进行限定,以此扩展/缩小标记间距离:
(1)采用连续测量方式时,选定标记扩展为N后,转动测距轮,编码器每送出N个信号,屏幕上出现一个标记,这时的标记间距离扩展为标记扩展选1时的N倍;
(2)采用测距轮测量方式时,转动测距轮系统提示设置标记扩展,尔后随测距轮转动,编码器每送出N个信号,系统记录一道波形。
Menu雷达参数-介电常数
介电常数由要探测的地下介质电性特征确定,了解地下介质特性参数,对于正确设置仪器检测参数、准确探测地下目标是非常重要的。可由实验室测定得到或按照表3-3对应输入。
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Menu雷达参数-保存参数
所有参数设置完毕,并经检验符合现场要求后,可将此种情形下的参数存为文件,供以后遇到类似探测任务时使用(利用下面的调入雷达参数实现)。
Menu雷达参数-调入参数
即使是对经验丰富的探地雷达专家,在短时间内正确设置所有的采集参数,也不是件容易的事情。为此,LTD探地雷达采集系统为您提供了调入雷达参数的功能,同时在目录param_file下提供了对应不同天线的参数文件,您可以针对具体的探测任务,利用调入参数功能载入本系统提供的这些参数文件,直接使用。
表3-3 常见介质的电性特征
电导率
(Sm)
0
10-4~3×10-2
5×10-4
4
10-8
10-3
10-2
10-9
2.5×10-2
10-7~10-3
10-4~10-2
10-3~0.1
10-1~1
10-1
4×10-2
1.4×10-4
~5.0×10-2
1e-5~1e-3
介电常数
(相对值)
1
81
81
81
3.2
5
7
8
7
8
4~6
30
5-30
8~12
7
6
2.6~15
~40
15
4-8
6.4
3~5
速度
(m/ns)
0.3
0.033
0.033
0.01
0.17
0.15
0.1
0.15(干)
0.11
0.15
0.06
0.07
0.06
0.09
0.13~0.17(εr=3~5)
0.095(εr=10)
0.15(εr=40)
0.078
0.12
0.12
0.12~0.18
衰减系数
(dB/m)
0
0.1
0.1
103
0.01
0.01~1
0.01~1
0.4~1
0.4~1
0.01
0.03~0.3
1-100
1~300
1~100
20~30
0.01-1
介质
空气
纯水
新鲜水
海水
冰
花岗岩(干)
花岗岩(湿)
玄武岩(湿)
灰岩(干)
灰岩(湿)
砂(干)
砂(湿)
淤泥
粘土(湿)
页岩(湿)
砂岩(湿)
土壤
肥土
永久冻土
混凝土
沥青
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三、系统管理菜单的使用
系统管理菜单由系统时间调节、文件保存设置、文件浏览等三个子菜单组成。
Menu系统管理-系统时间
系统时间调节按钮借助于TAB键、上下左右键来修改系统时间(年-月-日-时-分-秒六项)。
Menu系统管理-保存设置
在对采集文件进行保存时,有时需要根据探测工程名称或者探测时间对文件起名并保存,保存设置可实现设置初始文件名形式的要求。
用上下键移到保存设置按钮,并用回车键选中,在弹出对话框中,可用上下键选择是否生成默认文件夹和初始文件名(利用TAB键在两者之间切换),如果确定要生成初始文件夹/名,系统将弹出一个小键盘,用户可输入由数字和英文字母组成的文件夹/名。
Menu系统管理-文件浏览
利用文件浏览按钮可查看SD卡内已存储的文件列表。
§3.5 探地雷达数据采集过程
借助于以往的现场探测经验,雷达参数设置完毕后,下面的探测方式选择和现场采集过程对您来说将会变得相对简单。
一、探测方式的选择
正确设置采集参数后,可根据实际需要选择探测方式。LTD采集系统提供了三种采集方式:连续测量、人工点测和测距轮控制,下面分别予以介绍。
1、Menu测量方式-连续测量
此种方式按照扫描速度的设定,连续记录雷达波形。这时记录的数据量比较大,具有较高的水平分辨率,主要用于不适合使用测距轮的场地下目标的普查。
选择此种方式时,有两种显示方式可供选择: Menu显示方式-伪彩色图和堆积波形,同时可选择相应的实时处理功能:
Menu实时处理-道间平均:根据输入道数N,将邻近的N道波形作平均当作当前记录,可在一定程度上消除系统和随机噪声,突出有用信号;
Menu实时处理-背景消除:此项处理将去除在水平和垂向上的一直保持不变的信号(固有信号),从而突出突变信号,发现有用目标。
2、Menu测量方式-人工点测
事先已经知道或通过普查圈定目标的大致范围后,可利用点测方式精确确定地下免费咨询电话:4008-110511
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目标的空间位置。
选中此种方式,并设置可供平均的道数后(执行实时处理-道间平均后选择),用Table键切换到采集界面,然后单击面板上的左移键触发,系统将记录一道波形。此法测量速度较慢,主要用于对重点目标或天线不宜连续拖动的区域探测。
人工点测时一般选择堆积波形显示方式,并且暂时不作背景消除(执行Menu实时处理-背景消除来实现)处理。
3、Menu测量方式-测距轮控制方式
此种方式一般用于公路施工质量检测,在LTD-2100型车载公路检测系统中,拖在车后的测距轮每行驶一定距离触发一次,系统将记录一道波形。
随机配套的测距轮周长90cm(天线小车的胶轮的周长会有所不同,请用户自行准确测量后,代替“90cm”值进行换算),每圈可触发N=100次。用户可通过修改标记扩展次数n来控制测距轮隔l产生一道雷达波形。公式如下:
l9090nn0.9n(cm)
N100
标记扩展值n
触发间隔(cm)
10
9
20
18
30
27
40
36
50
45
60
54
选择此种方式时后,可相应改变可供平均的道数N(执行Menu实时处理-实时平均来实现),系统将选择触发时刻附近的N道波形进行平均作为当前雷达记录。
测距轮控制方式可选择伪彩色图或堆积波形显示方式,并且不作背景消除处理。
1、松开小车四角的固
定螺栓;
2、转动横梁上的螺旋
放低天线箱到合适位
置;
3、上紧固定螺栓;
4、将选择的天线如右
图放入箱内,并连接
控制电缆和测距器的
标记线;
5、将小车悬挂在放有
固定用螺栓
控制电缆
测距器
图3-4 公路检测用天线小车的使用方法
螺旋杆
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在双通道模式,当一个通道的参数调整完毕后,按TAB键切换到另一个通道。
当参数调整完毕,按主机右侧的TAB键可以在通道1参数调整模式、通道2参数调整模式切换:
按DEL
键可以在通道1全屏模式(如图10)、通道2全屏模式(如图11)和双CH1/2通道全屏模式(如图12)间切换。
二、现场探测过程
参数设置完毕,并选定探测方式、实时处理和显示方式(除了选择图形显示方式外,还可通过执行Menu显示方式-转换调色板和调色板精度来选择合适的调色板)后,便可按下Table切换键进入,以下将针对不同探测方式逐一进行说明。
1、选择连续探测方式时的采集过程
选择连续探测方式后,只需拖动天线,系统将依据扫描速度的设定自动采集数据,此种方式过程简单,不用人工干预。
探测时,进入数据采集界面,您将看到相应的伪彩色图或堆积波形(在参数调节界面-显示方式处切换)的滚动显示,同时在屏幕下方你可以看到系统对于6个功能键当前所起作用的提示。
如果雷达剖面能够很好地反映要探测的地下目标的性质,说明仪器配置选择得当,参数设置正确,可以开始采集雷达探测数据了。这时首先按下F1功能键(数据存盘,面板下方左数第一个按键),系统将弹出对话框(图3-5),提示您输入要存储的文件目录和文件名(用Table键切换光标位置,用上下左右键在字母和数字键上移动,用回车键确定所选键名,目录和文件名选定后,将光标移到确定按钮,按下回车键开始存取文件)。输入后,随着天线的移动,系统显示雷达剖面(伪彩色图或堆积波形方式)的同时,将采集到的雷达数据存入硬盘中。
在探测过程中,可通过按下面板上的右移键在剖面上打标记,达到水平定位的目的。另外,如测线前方遇到障碍或其它影响探测任务进行的因素,可按下F2功能键(面板下方左数第二个按键)暂停存盘,直至故障解除,再按下F2功能键继续存盘。完成该段探测任务后,再次按下F1功能键将停止存盘。
若想继续下一段的数据采集和存储任务,只需重复上述步骤即可。
图3-7 数据文件名的输入
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2、选择人工点测方式时的采集过程
人工点测前,对已通过普查而圈定的范围按网格进行测线划分。探测时,将天线放置在圈定范围的一个顶点不动,正确设置参数,选择人工点测采集方式,进入实时采集界面,选择存盘后,按下面板上的左移键将触发一次,系统将记录一道波形。此后逐点移动天线,直至所有测点完成。
采集过程中的其它操作可参照连续探测方式的探测过程。
3、选择测距轮控制方式时的采集过程
与连续探测方式过程有所不同,测距轮控制方式必须通过测距轮的不断转动进行触发并传送一个信号,系统才会进行数据采集(具体设定参照上叶§3.5 一、3、Menu测量方式-测距轮控制方式)。
采集过程中的其它操作可参照连续探测方式的探测过程。
特别提示:所有的探测在存储数据前,一定要根据具体探测任务和地下目标的特性,参照以前的区域资料和先验知识,对探地雷达剖面进行初步判读,确定您所设置的采集参数和选择的采集方式是否合适。
§3.6 LTD探地雷达探测数据回放
LTD-2100探地雷达采集系统为您提供了完备的数据回放功能。执行面板下方的F3功能键(面板下方左数第三个按键),系统将提示您输入LTD探地雷达探测数据文件名(文件名输入方法可参照上页对图3-5的解释),随后将在屏幕上以伪彩色图或堆积波形形式将该数据进行显示(具体显示方式可在Menu显示方式-伪彩色图和堆积波形处选择)。回放过程中,可利用面板上的左、右移动键改变剖面的回放方向,而利用上、下移动键可调节剖面的回放速度。
另外,LTD探地雷达探测数据可利用我所自行开发的数据处理分析软件IDSP5.0实现对探地雷达数据的回放、处理和分析。
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第二部分 LTD数据处理软件IDSP5.0用户手册
第四章 初识事后处理软件IDSP5.0
很高兴有机会在这里向你介绍用于处理解释LTD系列探地雷达探测数据的事后处理软件DSP5.0,该软件具备LTD探地雷达数据预处理(打开文件、切分文件、剖面截取、道间重采样、文件头重置等)、数据处理和分析(振幅增强、带通滤波、背景消除、剖面编辑和修饰等)、工程评价(地面和目的层的确定、自动追踪、速度计算、层厚估计、绘制直方图和综合报表等)、成果输出(剖面和报表的保存、打印等)等功能,所有界面都是全中文操作,操作简单,升级方便。
§4.1 LTD雷达数据处理软件IDSP5.0概貌
打
开和
关闭
存取设置
打印设置
截取选择
重
采
样
道
标准化
剖面说明
工具条选择
窗口
设置
IDSP5.0
文
件
文件头重置
参数设置
预处理
数据处理
工程评价
剖面编辑
查
窗
帮
看
口
助
显示设置
调色板设置
振幅处理
垂直滤波
带通滤波
水平滤波
背景消除
追踪地面
层位追踪
波速计算
层厚计算水生成报表
图4.1 LTD探地雷达数据处理软件IDSP5.0框架图
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软件名称 处理文件名 菜单栏 工具栏 标题 桩号 道号 地面 沥青底界
时间轴 标记线 深度轴
雷达记录/频谱 振幅/层厚曲线 状态栏
图4.2 LTD探地雷达数据处理软件IDSP5.0界面
§4.2 LTD雷达数据处理软件IDSP5.0的工具栏说明
打另存开为
标伪堆撤圈执注异彩积销定行异常截截说色波取取常明图形范围
曲橡手添皮动追线加画踪修标基层饰记线位
时显域示和转频换谱
应点、对应标记数和里程等信息。
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§4.3 LTD雷达数据处理软件IDSP5.0的状态栏说明
状态栏依次给出鼠标所在点对应道号、双程走时、参考深度、振幅大小、所对
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第五章 软件IDSP5.0的安装和执行
§5.1 IDSP5.0软件系统的组成和安装
LTD探地雷达数据处理软件系统IDSP5.0在用户购买的LTD-2100探地雷达主机硬盘和随机附送的闪存中都存有备份,主要由主程序和、1、、、、六个DLL文件组成。
IDSP5.0系统为绿色软件,不需要进行安装,只要在某一磁盘下建立一个目录,比如C:IDSP60,然后将上述7个文件拷贝到该目录下即可使用。
§5.2 IDSP5.0软件的执行
你可以将C:IDSP50目录下的快捷方式拷贝到Win2000桌面和工具栏上,这样通过执行C:IDSP50目录下的,或桌面和工具栏上的IDSP50快捷键都可以进入LTD探地雷达事后数据处理系统。
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第六章 LTD探地雷达数据预处理过程
LTD探地雷达数据预处理包括合并文件、切分文件;文件头重置、显示参数选择、调色板选择;剖面翻转、剖面截取、道内和道间重采样、桩号和标记校正、道标准化等内容:
文件 合并文件
如果检测同一处目标时存取了几个较小的文件,如果其采集参数相同,可考虑将其合并,以便于处理和出图。
步骤是:
进入合并文件界面(图3-2)后,首先点击选择文件按钮,将待合并的文件依次放到合并文件框内;接着点击浏览按钮,给出合并后文件目录和文件名。
文件 切分文件
如果现场记录的数据文件过大(文件大小超过32,768kB),将给处理带来许多不便。进入IDSP5.0系统后,可根据需要,通过执行“文件”下的“切分文件”对文件进行切分:
文件的切分在执行IDSP5.0进入LTD探地雷达数据处理系统后进行,切分后的文件名默认在原文件名后依次添加字母a,b,c,…。
图6-2 切分文件界面
图6-1 文件合并界面
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文件 打开
进入IDSP5.0系统后,在“文件”菜单中执行“打开”,调入待处理数据文件;
参数设置 文件头重置
给出合适的介电常数和与实际相符的桩号范围。
参数设置 显示参数
通过修改显示参数,可以随意修改彩色图剖面在屏幕上的大小和堆积波形的显示间隔。
参数设置 设置调色板
在IDSP5.0软件中,利用不同的颜色来代表电磁波反射强度的不同大小,提供了8种常用的调色板供用户选择。对应某一种模式,用户还可以借助于选择不同的分辨率来达到强调某种颜色(某幅度范围)的目的。
同时用户还可以根据以往的习惯,加载自己熟悉或自定义的调色板。
图6-3 设置调色板界面
预处理 剖面翻转
剖面翻转可以将逆向检测(大桩号到小桩号)的雷达剖面转变为人们习惯的顺向剖面(从小桩号开始,到大桩号结束的雷达剖面)。
预处理 剖面截取
剖面截取可通过执行“预处理”菜单下的“选取截取范围”或利用工具栏中的“ ”图标圈定剖面范围后,再点击工具栏中的 图标即可实现。
预处理 道内重采样
一道雷达记录得采样点数过多,检测数据将占取较大的存储空间,并将影响处理速度,在保证垂向分辨率的前提下,可适当减少采样点数。通过修改道内重采样界面上的道长可达到上述目的。
预处理 道间重采样
在采用连续检测方式时,有时每米测线多达20~50个测点(道记录),与要求免费咨询电话:4008-110511
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的水平分辨率相比,存在较大的数据亢余,这时可利用道间重采样进行抽道处理,减少数据量。反之,若沿测线的道数不能满足水平分辨率要求,可利用道间重采样进行插道处理,增加道数。
预处理 道标准化
在IDSP5.0中,道标准化是一个非常有用的功能。首先,在用户对检测过程中所打的标记检查无误(对照实际桩号)后,可将标记间的道数规划为一相同的道数。这样,在对剖面进行振幅增减、滤波等处理后(在IDSP5.0中,上述处理结果不携带标记、标题、桩号、说明等修饰信息),再利用添加标记(参见剖面修饰
标记)功能完成处理后剖面的修饰,并保存。
另外,有时要检测大量相同长度的测线,这时可利用道标准化将他们规划为具有相同道数的剖面,便于比较分析。
图6-4 道标准化的实现
可将测线长度相同的剖面规划为相同道数
可将桩号间隔相同的每个标记间的剖面规划为相同道数
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第七章 LTD探地雷达数据处理过程
探地雷达接收到的回波数据中包含反映目标特征的有用信号和随机噪声,通过事后数据处理,提高信噪比,尽可能以最大分辨率在雷达图像剖面上显示反射波,使解释员通过分析时域、频域,甚至波数域波形,从中提取各种目标特征参数。
IDSP5.0具备雷达数据的静校、动校、振幅处理、频谱分析、滤波、奇异性检测(小波分析)和希尔伯特变换等处理功能,每次处理完成后,将生成新的窗口,你可以对处理结果进行保存,但此结果不包含标题、桩号、标记等剖面修饰信息,因此在处理前首先要对剖面进行文件头修改、桩号和标记校正、道标准化等预处理。在实测数据的处理中,较为实用的处理方法有振幅处理和滤波(包括水平和垂直滤波)。
数据处理 振幅处理 增减振幅
雷达记录中的目标信号的幅度有时会很小,这是可通过调节振幅增益来调节振幅的大小,满足显示和分析的要求。IDSP5.0将整个道记录分为15段,操作时,将鼠标指向右图所示的小圆圈,鼠标指示变为“<-->”时,压住左键拖动,即可增大缩小该点的振幅值;而当压住右键拖动时,可整体增大或缩小整个记录的振幅值。
图7-1 振幅增益的设置
数据处理 频谱分析
频谱分析的目的是借助于付里叶变换等数学手段将一道雷达记录展开为不同频率、不同初相的简单波形,结合发射波形的频率和相位特征(包括子波的特征),对接收波形的频率和相位信息进行分析,确定有用的频率成分。
FA
按钮,可方便地在“时间幅度波形”和“频率通过点击工具条最右端的
幅度波形”之间切换。
数据处理 垂直滤波 带通滤波
带通滤波是去除干扰,提高信噪比的有效手段之一。使用时首先根据频谱分析免费咨询电话:4008-110511
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结果得出有用信号频率范围,对应输入到带通滤波界面中的低频截止频率(最小值)和高频截止频率中(最大值)即可。
数据处理 垂直滤波 反褶积
探地雷达在用于浅层目标的探测时,垂向分辨率是一个重要的指标。如何通过数据处理方法进一步提高地下目标的垂向分辨率,是准确探测乃至成像显示地下目标的关键。借助于反褶积(反滤波)技术,把原始雷达记录转换为反射系数序列(还原为理想的尖脉冲),达到压缩天线子波和减弱鸣振(ringing)的目的,是可用的改善分辨率的方法之一。
使用时只需根据要求o果相似:一是消除低频的固有噪声,二是消除固有背景,突出异常信号。实现背景消除不需要输入参数。
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第八章 LTD用于公路检测时的工程评价
与探地雷达探测地下少量未知埋藏物不同,公路检测数据具有数据量大、重复性强的特点,并且对处理结果有很高的精度要求(相对误差小于5%),因此特别适合于利用计算机进行处理。
在前面几章介绍的数据处理基础上,公路检测的工程评价(其它类似于公路检测的工程评价可比照执行)主要包括地面追踪、静校正、层位追踪、厚度计算、生成报表和直方图等步骤。
工程评价 追踪地面
追踪地面时,首先在彩色显示剖面(图5-1右)和单道波形(图5-1左)中寻找地面对应的相位(在公路检测中,电磁波从高速介质空气进入低速介质沥青中,地面反射相位一般对应的是负相位);然后在右边波形中,以选定尖峰为中心,利用鼠标左键拖出一个矩形窗,松开左键后,用右键点击矩形窗,从出现菜单中选择执行追踪地面,IDSP5.0将以此窗内的振幅序列为基准值,借助于相关等数学手段依次追踪当前点周围的目标相位,即地面对应位置。
对应地面
的追踪线
圈定的矩形窗
图8-1 追踪地面对应相位的示意图
工程评价 校平地面
有时为了在剖面图上真实反映地下某界面的情况,需要把图5-1中的地面追踪线校平。地面追踪线出现后,即可执行校平地面。
工程评价 层位追踪
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层位追踪的操作跟追踪地面大致相同,在反射相位附近选定矩形窗后,在右键菜单中执行层位追踪,即得到目的层位的追踪线。
工程评价 层厚计算
根据地面和层位追踪结果,可得到电磁波到目的界面的旅行时间,如果能够通过实验或者计算再得到电磁波在该种介质中的传播速度,我们可以很容易地得到目的层的厚度。
波速的输入有两种选择:一是针对某种单一介质,采用固定波速;二是利用某点的钻芯数据和地面反射振幅曲线,计算得到一条水平上连续的速度曲线,供计算层厚使用。
工程评价 生成报表
执行层厚计算后,将鼠标移至IDSP5.0系统界面下部的曲线显示区域,在右键菜单中选取显示层厚曲线,然后再用右键点击层厚曲线的某一点,执行菜单中的生成报表(如果曲线中的毛刺较多,还可以执行曲线编辑,借助于中值滤波等数学手段,进行平滑),就会出现如下界面:
生成报表图8-2 层厚计算时的参数输入界面
参数设置
输入相关参数后,点击确定,软件将自动生成公路检测综合评价报表:
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综合评价报表快速、直观的为现场监理人员提供了铺层层厚的平均值、标准差、变异率、最大值、最小值、代表值、设计值、评价段内包含点数等信息。同时还可以根据实际需要保存打印报表,或者将所有厚度相关数据另存为文本文件,以便于现场人员利用第三方软件(比如Excel)进行进一步处理。
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第九章 LTD雷达剖面的编辑和打印输出
利用IDSP5.0对实测雷达剖面的处理,以对公路检测数据的处理最为典型,其处理过程几乎用到了IDSP5.0的所有功能,比如:
➢ 切分/合并检测文件(执行方法见本手册P21,以下简写为P**);
➢ 打开待处理剖面文件(见P22);
➢ 修改文件头(见P22);
➢ 设置个人习惯的调色板(见P22);
➢ 根据实际桩号和现场检测情况记录,校正检测剖面中的标记和桩号;
➢ 将标记间的道数标准化为同一数值(见P23);
➢ 如果需要,可将检测剖面翻转或选择部分剖面进行截取(见P22);
➢ 分析检测信号的频率范围,进行带通滤波(见P24);
➢ 调节振幅增益(见P24);
➢ 追踪地面(见P26);
➢ 层位追踪(见P26);
➢ 波速估计,层厚计算,曲线平滑(见P27);
➢ 画标定线(用于设计值和厚度计算值的对比);
➢ 生成综合评价报表(见P27);
……
经处理后的雷达检测剖面在打印输出之前,需要添加标题、道号、桩号、异常标注等信息,IDSP5.0提供了丰富的剖面修饰和输出功能。
剖面编辑 标题 添加标题
添加后的标题,可以通过用鼠标右键点击后,修改其属性。
剖面编辑 标记 自动打标记
自动打标有按道号和按桩号两种设置,每种设置对应首标位置(第一个标记的位置)、小标间隔(每两个小标记之间的间隔,小标在剖面中用短线表示)和大标基值(能够被大标基值整除的位置添加一个用图6-1 自动打标记的参数设置
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长线表示的大标)三个参数。同时再次界面内还可以修改标记属性(包括粗细、颜色等)。
剖面编辑 --- 手动打标记
在工具条上用鼠标左键压下红色短线/长线图标后,将鼠标移向剖面中要打标记的地方即可完成手动打小标记/大标记。
剖面编辑 标记 自动清标记
选择这个功能,可以将剖面中标记清除。
剖面编辑 桩号
选择这个功能,可以实现桩号的显示和编辑(用鼠标右键点击桩号区域也可实现)。
剖面编辑 道号
选择这个功能,可以实现道号的显示和编辑(用鼠标右键点击道号区域也可实现)。
剖面编辑 画直线
选择这个功能,可以在层厚计算值附近,将设计值对应直线画到剖面中,便于现场监理人员直观对比。
剖面编辑 标注异常
执行这个功能后,可以利用屏幕上出现的画笔圈定和标注异常目标(点击工具栏上的绿色不规则圆圈图标也可实现)。
剖面编辑 增加说明
执行这个功能后,可以对剖面上的异常增加文字说明(点击工具栏上的“T”图标也可实现)。
另外,通过选中查看和窗口菜单的不同内容,可选择屏幕上显示的内容。
文件 保存/另存为/打印
IDSP5.0提供了丰富的剖面存取和打印输出功能。
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附录A 新型低频HP系列天线使用说明
一、产品的主要结构特点
产品结构由天线体、接收机或发射机两部分组成,天线体与接收机或发射机通过锁扣联接,接收天线与发射天线中间通过连接杆联接,连接杆通过快锁螺钉固定,可实现整套系统的快速安装、收放(图A-1)。
接收机及发射机结构形式完全一致,只是插座及开关不同。壳体采用2mm厚铝板折弯焊接而成。
天线外壳选用PVC工程塑料,预埋板均采用尼龙1010进行机加工而成。产品的零部件分别采用了导电氧化、喷漆、涂覆三防漆等工艺,可以保证产品使用的“三防”要求。
图A-3 产品结构示意图
二、使用和操作
产品必须配合LTD系列探地雷达主机使用,发射机和接收机面板分布见图A-2、图A-3,产品操作步骤如下:
(1)将综合电缆一端接到主机,另一端接到接收机19针插座;
(2)将光纤两端分别插到发射机和接收机光纤插座;
(3)按照主机的使用说明书打开主机并调试到合适的参数;
本产品要求主机调试参数:扫描速度:32
重复频率:16;
(4)打开发射机和接收机电源,即可开始工作。
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图A-2 发射机面板图
图A-3 接收机面板图
三、故障分析与排除
1、发射机或接收机电源指示灯不亮,检查相应电池是否有电,如无电,应进行充电后使用;
2、发射机或接收机欠压指示灯(黄灯)亮,提示应对相应电池进行充电;
3、产品必须配合LTD系列探地雷达主机使用,当发生除上述情况外的其它故障时,故障分析及排除详见《LTD-2100探地雷达使用手册》;
4、产品如发生重大故障,应与研制单位联系,不可自行拆机。
四、维护和保养
1、锂电池及充电器的使用和维护
警告:电池正负极短路可能引起爆炸或燃烧;
注意:在不充电时请将充电器从电池上拔下,不可长时间充电,否则可能导致电池使用寿命减少甚至损坏。
(1)充电
a、池电量耗尽时,必须从发射机或接收机中取出,方可进行充电;
b、电器连接电池时,当充电器的指示灯为红色时,表示电池正在充电;
c、当指示灯为绿色时表示电池已经充满,此时可以断开充电器与锂电池的连接,拔下充电器的交流插头。
(2)维护
a、锂离子电池及充电器属精密仪器设备,使用时请避免碰撞、高温、火烧等;
b、锂电池长期存放前应该充电,每6个月需要对电池进行一次完全的充放电;锂电池储存温度为-30℃~+55℃。
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2、产品的维护和保养
1) 常规存放时,产品应放入包装箱内,保持产品表面无尘,无水,保存环境保持干燥,远离火源;
2) 在使用前,必须先检查航空接头处是否整洁,触点针头是否完整;
3) 使用和运输时,注意摔落,重物击打。
4) 产品如果长时间不用,应每三个月加电一次。具体方法是:按照LTD系列探地雷达使用说明书要求,将主机和本产品按规定连接,开机工作。
五、产品的成套性
产品主要由发射机、接收机、天线及备附件组成,主要清单见下表A-1。
表A-1 产品组成清单
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
名称
25MHz天线(发射、接收天线)
50MHz天线(发射、接收天线)
100MHz天线(发射、接收天线)
200MHz天线(发射、接收天线)
发射机
接收机
充电器
锂离子电池
光纤
型号、规格
(尺寸L×W×H、重量)
3660mm×120.5mm×45.5mm, ≤16kg
1830mm×120.5mm×45.5mm, ≤8kg
915mm×120.5mm×45.5mm, ≤5kg
458mm×120.5mm×45.5mm, ≤3.2kg
135.8mm×110mm×258.2mm, ≤2.2kg
135.8mm×110mm×268mm, ≤2.1kg
BC-C2(珂玛电子)
NP-C60(14.8V,60Wh,珂玛电子)
3米
数量
1套
1套
1套
1套
1台
1台
1台
2块
1根
说明:
1.本产品不能单独使用,必须配合LTD系列探地雷达主机才能正常工作;
2.天线有4种型号,发射机和接收机通用,根据用户需求,可配置其中一种或多种型号天线。
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附录B LTD探地雷达使用中的常见问题解答
第一部分:高等级公路检测相关问题
Q1:天线小车的主要用途?
A1:天线小车可用来装载GC1500M、GC900M和GC400M天线,挂接在任一辆汽车上,以不大于15km/h的匀速对路面进行检测。
Q2:天线小车上挂接的编码器的主要用途是什么?
A2:LTD探地雷达配置的编码器随轮子旋转一周可送N=100次脉冲触发,在雷达参数中,可通过选择测距轮检测方式,并选择标记扩展为n(一般选5即可),这样在知道了天线小车车轮周长S(实际是89cm)后,系统就会按照一定间距l采集一道数据,其中:lS89n (cm)5 (cm)4.45cm ,如果再配合检测过程中的N100人工标记(一般可以50米打小标,100米打一大标),就可以将路程误差控制在0.3%。
Q3:调节参数的步骤及目的?特别是增益调节时,什么时候才是最合适的?如果波形出现较大负值时,是否对结果有影响?
A3:由于地下介质特性不同,每次探测前,需要进行雷达参数调整;各个参数的具体含义和调节方法除了讲解内容外,在“多媒体培训资料-探测部分”和手册中都有详细描述。对于探测目的相对单一的公路检测,其参数可直接调入。
现场调节增益是为了增大或减小曲线(蓝色)的振幅大小,使地下的反射信号可见。调节的原则是:使地面信号最大,其它的从上至下依次减小,同时保持增益曲线(绿色)为一斜直线线(微调时,可使用多点调节功能)。
Q4:操作过程中,应注意哪些事项?
A4:实际操作过程中,大致需要注意以下几个问题:
(1)通读由厂家提供的培训资料和手册,对雷达在交通工程质量检测中的应用原理、检测方法和处理分析过程有深入掌握,至少有个框架了解,好对实际检测工作融会贯通;
(2)对整个雷达系统和天线小车连接后,在开机前,首先检查主机和天线、主机和电池、天线和编码器连接的航空插头是否插牢;接着检查小车的每个部位的螺丝是否拧紧;再次检查线缆是否有缠绕现象;最后检查小车是否挂牢在汽车上;
(3)开启雷达前一定要询问天线是否已经连接;同样地,在更换或拔下天线接头时,一定要确认雷达已经关闭(参数调节菜单最上端变为红色),以防天线上的高压对主机形成冲击;
(4)对电池充电前,若用到电源插座,应先将电源插座插到带电插孔中,然后将充
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电器一端三相插头插到电源插座上,这时充电器指示灯变绿;再将另一端的四针航空插头连接到锂电池对应的五孔芯中,这时三个指示灯变成红色;充电8~12个小时后,待电池充满后,指示灯变为绿色;
说明:a.锂电池的充电插孔可用作输出端,当用两头都是四针航空插头的电源线与主机相连,以给给主机供电;b.充电器同时可用作AC/DC电源转换器,三相插头接220V交流,另一端的四针插头接到主机的四芯电源插孔时,可对主机供电;c.尤其注意地,充电过程中,电池不得与主机相连!
(5)按照探测目的调节好参数后就可以检测了,存取完毕后,要大致估计文件长度并检查存取文件是否正常,同时做好现场记录;
(6)处理数据前,先将野外现场记录整理为详细的电子文档,然后按照处理流程耐心处理分析。
Q4:天线一般离地面为多少厘米,测试的效果最佳?
A4:随机配套的GC900M和GC500M天线都是地面耦合式天线,检测时离地越近越好,但考虑到地面磨擦会影响检测速度,一般保留1~2cm的距离,并且每次尽量保持一致;
Q5:现场打标记有何作用?内业处理时,道标准化已将标记删掉,如何与现场桩号相对应?
A5:尽管随机附送的编码器精度已经很高(每周100次,每次间隔0.89cm),但难免存在一定误差,如果一次检测距离较长,误差积累就会较大。现场检测时,每50米打一个标记,就将误差分摊在在50米内,绝对误差就会小到不予考虑。举例说明:1000米内测距轮送出脉冲大约112360个,若每次的误差0.01cm,总的误差就是11.236米,也就是说这时在雷达图像上读到的桩号可能偏离11.236米;但在人工标记是正确的前提下,50米送出脉冲5618次,总误差为0.56米,这时我们再对标记间进行标准化,实际上又将误差分摊到每一道,这时的实际误差变的更小,同时保证打印出的成果图长度一致(没公里的道数一致了)。
将每50米标准化为1000道后,实际上桩号已经与道号对应起来了,比如检测范围是K70+000~K71+000,那么道号10000的地方对应桩号就是K70+500,这时即使抹去所有标记,也可以利用IDSP5.0软件中“剖面编辑”->“标记”-> “自动添加标记”功能,随意添加。
Q6:增益调节不对时,对数据处理有何影响?
锂电池
充电器
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A6:包括增益调节在内的雷达参数调节非常重要,设想现场采集的都是不正确的数据,到室内无论如何处理也不能达到理想结果,并且费时费力。因此,现场检测是最重要的一个环节。
Q7:进行数据处理时,电脑经常会出现死机或总是发送错误报告,导致电脑关闭,是操作问题还是软件配置问题?
A7:导致死机的原因通常有三个:第一在准备追踪,并试图计算厚度时,如果这时没有修改文件头的桩号信息,就会发生死机现象;第二在手动修饰追踪线时,如果鼠标点出图像外面,有时会提示越界,报错;第三在给检测数据存放目录命名时,如果包含 “.” 等软件可能错认为格式识别符的不规范符号,软件读出的数据幅度将超界,导致出现“软件出现故障,将关闭”等报错信息。
另外,由于受到显存的限制,通常要求处理文件长度要小于30M。
Q8:数据处理时,应注意哪些问题?
A8:数据处理遵从以下步骤,会提高效率:
(1)先对应桩号范围,检查标记个数(不对的要看现场记录或道数较多的部分是否漏打标记,或者有没有打两个标记的地方);
(2)按照20道/米的标准将标记间道数标准化;
(3)根据现场记录,用“选择截取范围”将多余的数据去掉
(4)用“剖面编辑”->“标记”功能清掉大标/小标;
(5)打开文件头,将桩号范围修改为实际的检测范围,桩号间隔修改到合适数值;
(6)显示桩号,并按照一定桩号间隔打标记;
(7)将编辑好剖面重新另存为易记的文件(根据所测路段、使用天线等信息命名);
(8)这时就可以对地面进行追踪了(一般选择上部最大的负值当作地面);
(9)在地面往下m纳秒(m=沥青设计厚度H/5)附近,寻找一较大的负峰,同时对比左边的伪彩色图,选定沥青底界对应相位,然后用“追踪该层”追踪目的层位;追踪层位时,看到有突变的地方,可分段追踪,若显示长度不对,鼠标点击剖面一下,重新打开文件头,并确认,计算机会正确读出剖面长度;
(10) 鼠标右键点击追踪线,选择弹出菜单中的厚度计算;
(11) 鼠标右键点击软件下端的曲线显示区,选择“显示厚度曲线”;
(12) 鼠标右键点击厚度曲线,利用中值滤波平滑一下;
(13) 再右键点击厚度曲线,选择生成报表,在对话框中输入标定得到速度,即生成综合评价报表;
(14) 将报表文件另存为文本文件,就可以用EXCEL编辑了。
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至此,大功告成,可以根据提供模板写检测报告了。
Q9:怎样判断生成的表格数据是否正确、真实?
A9:伟人说过,“实践是检验真理的唯一标准”。如果根据雷达检测剖面计算出的面层厚度(电磁波传播速度经芯样标定得到)与实际取芯量测的厚度相比,误差在允许范围内,就说明生成的“综合评价报表”是真实可信地(对比时要看芯样附近的统计数据,不能仅仅看一个点)。
Q10:低频平板天线如何使用?
A10:GC100M低频平板天线由带有发射机的天线板和带有接收机的天线板(单板长80cm,宽16cm),象右图将两个平板用连接杆连接,两个触发口用触发线连接,最后用控制电缆将天线和主机连接,就可以进行深层缺陷进行探测了(时窗通常设置75ns,重复频率选择32,扫描速度设置32,其它参数调试原则与高频天线的调试原则相同)。
低频天线探测时,多选用点测方式,探测深度可达到5~10米。
Q11:LTD-2100系统用于路面检测的可靠性如何?
A11:厚度计算误差小于5%,测距轮造成的桩号误差不大于0.3%。
触发口
连接杆
接主机
触发口
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第二部分:使用中其它常见问题解答
Q1:IDSP5.0中的“数据处理>扩散补偿”以及“数据处理>扩散补偿”指的是什么?如何实现?
A1:首先建议你通读一下李大心教授编著的《探地雷达技术与应用》(我们提供的资料光盘中就有),其次可下载一些相关的硕博论文(你们学校应该很方便的)看一下。
你说的扩散补偿和扩散补偿都是信号加强的方法,以下还有几种:
利用有关函数,突出有用信号、削弱“噪声”强度。
S型函数的几种形式(变量作归一化处理):
(1)y1xx %对弱信号(0附近)作用明显,使其变得更弱
(2)y2[0.5(x0.5)3]x %使强信号更强,弱信号更弱
(3)y3(x0.15sin2x)x %削弱中等强度信号
(4)y4(sinx)x %强调中等强度信号
1(5)y5 %能量均衡
1exQ2:说明书中提到可以根据频谱分析确定的有用信号范围来设置带通滤波的高/低截至频率,如何确定这个范围呢?所做的带通滤波是针对所有道所有采样点进行的么?IDSP5.0是否可以只对部分数据进行滤波处理?IDSP5.0的滤波处理是基于什么原理?
A2:通常来说,你可确定滤波范围为:1f0~2f0(f0是中心频率);进一步地,你可2根据频谱分析结果,取其能量集中的频段作为滤波范围;更重要地,要不断总结具体天线的有用信号范围,来作为滤波范围。
软件中就是利用简单的箱式滤波,信号处理书上都有:
带通滤波是去除干扰波的有效手段之一,实现过程如下:
根据频谱分析结果和发射波形特征,确定有效波的频率范围;
设计一个滤波器保留有效成分,滤掉干扰波频率成分,即
1,
00
H() (10)
0, other
在实际应用中,一般采用镶边带通滤波,以消除吉布斯抖动现象:
1 , f2ff3ff21(1cos) , f1ff2f1f22
H(f) (11)
ff31(1cos), f3ff42f4f3 , other0
由傅立叶正变换得到雷达时域记录f(t)的频谱F(),然后根据滤波方程得到滤波后的雷达记录数据的频谱:
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F()F()•H() (12)
由式(1-9)用傅立叶逆变换可得到滤波后的雷达时域记录波形:
^1^jtf(t)F()ed (13)
2
Q3:希尔伯特变换需要输入门限参数,这个参数如何选择?
(4)“工程评价”下面的“压实度/空隙度”功能如何实现?
A3,4:由于地下介质的不均匀性(性质多变),这两个功能在实际应用中还处于理论阶段,因此软件中还没有设置。
Q5:说明书中提到数据事后处理可以三维成像,怎么实现?
A5:这是原来针对浅层目标(主要是为军队探雷时用到)设置的一个功能,需要对现场进行双向扫描,对一般的公路检测没有多大的用处。
Q6:性能指标中提到波形叠加次数:1-60k,波形叠加指的是什么?和数据叠加是一回事么?IDSP5.0具有偏移处理功能么?
A6:波形叠加次数N(范围为1~4096)指得是把相邻的N道数据平均当作当前道,
软件中还没有加上偏移处理功能(地下介质速度是变化的,偏移往往带来错误的结果)。
Q7:贵公司提供的探测资料中,有*.ltd和*.lte两种格式的文件,它们有什么区别?注意到这两种数据文件在IDSP5.0所显示的振幅幅值相差一个数量级。而且相继打开两种格式文件后,会影响到先前打开的那种文件振幅幅值显示,变大或变小。
A7:*.ltd是当时LTD-10型雷达的数据格式,数据是8位的;*.lte是LTD-2100用的数据格式,是16位的。重新启动软件应该可以消除上次的影响。
Q8:在探测和数据处理过程中可以通过调节增益曲线凸显目标,那么调节增益曲线有没有什么具体原则或者规律?
A8:严格的说调节增益不是要凸显目标,而是为了将随深度增大,衰减掉的信号补偿回来,一般我们把地下介质看作是渐变的,那么随深度衰减的强度应该是线性的,调节增益时,也应该将增益曲线设置为一条斜线(由上至下逐渐增大),最终目的使整个探测范围内的信号可见。
Q9:说明书提到,在“工程评价>追踪层位”功能中,地面层位一般是第一个极大的负相位,那么下面的面层底界、基层底界如何追踪?当面层、基层内部还可以细分的时候,波形更加复杂,如何确定准确层位位置呢?
A9:根据反射系数的定义:
RA入射A反射=^1212
你可确定接收到的某一层的反射波的相位是反相的还是正相的(与入射波相比),
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简单的方法是,你试着将天线对着地面,执行抬起、放下天线的过程,记录下这个数据,你用idsp50打开,鼠标放到U型异常显示(对应地面高度的变化)的底部,会在软件右边看到地面反射波的相位结构(是正-负-正或者是负-正-负),若是正-负-正结构,由于是从空气中(介电常数为1)入射到地面(介电常数约为9),反射系数为负,入射波和反射波是反相的,那么入射波(这地方对应着脉冲子波)应该是负-正-负结构,同样的方法,你可依次确定下面各层结构对应的相位(同时结合设计厚度)。
Q10)层厚计算>波速估计中的“由反射振幅法估计”怎么使用?
A10:你可阅读一下我发给你的一篇文献(刊载于地球物理学进展)。
Q11:层厚文件*.th如何导出?其文件格式是什么形式?
A11:你形成层厚文件后,右键点击层厚曲线(若没有,先用右键点击软件下部的曲线区,让它显示),选择另存为*.txt格式,你就可以在excel或其它软件中方便使用。
Q12:IDSP5.0的层位追踪功能最多能够追踪多少层?
A12:没有限制。在实际应用中,你所要确定的地下结构一般不会超过5层吧^_^
Q13:所使用的500M及900M天线为后向屏蔽天线?屏蔽天线是否是指天线可以屏蔽来自空中的电磁干扰?天线收发一体是否就是说天线距为零呢?
A13:屏蔽天线通俗点说,或说采取的办法就是在天线上部和四周设置金属屏蔽(天线底下没有),只让信号向地下辐射,并只接收来自地下的反射;
一体化设计天线只是收发器放到了一个盒子里,收发之间还是有一定距离(这个距离在地震上称为偏移距),900M大约是5cm,500M的大约是10cm。
Q14:天线类型可以分为空气耦合与地面耦合两种,您曾经提到该天线贴地或者悬空均可正常使用。我们使用的天线属于哪种类型呢?
A14:你们的两种天线都是地面耦合天线(Ground Couple Antenna),它设计的阻抗与地面相匹配,约贴近地面,效果越好;
Q15:用于道路检测时,天线悬置高度多少合适?注意到部分资料推荐高度为40~60cm。在检测过程中,天线难免抖动,在得到的图像的直观显示是产生波浪形免费咨询电话:4008-110511
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起伏,怎么去除这种影响呢?用“较平地面”么?
A15:你看到的资料那是指得喇叭型天线(空气耦合天线),这种天线体积较大,使用时需要对车进行改造;如果检测到数据显示地面不平,可用地面校正处理;
Q16:执行“直达波处理-较平地面”是否会影响面层、基层时间曲线,进而影响层厚曲线的准确性?
A16:是整体移动,不会影响厚度计算。
Q17:其他条件相同,在一段起伏较大的路面上进行检测,得到的结果与在平直路面上检测得到的结果会不会有较大不同?
A17:用天线小车,保持5~10km/h的速度,不会有大的影响。
Q18:天线移动速度受限于天线扫描速率,根据您的经验,在面层厚度、基层质量连续探测过程中,采样点数、扫描速率、以及天线移动速度的参数如何设置比较合理呢?注意到资料里面建议采样点数为512,扫描速率为64扫描/秒。
A18:首先要保持5~10km/h的车速,采样点数设为512,扫描速度设为64或128。
Q19:天线移动速度不均时,单位距离内雷达波形道数不同,如何解决?用“道标准化”可以么?如果采用测距轮触发方式下的采集过程可以使得单位距离内采集波形数量一致,那么在连续测量方式下如何实现呢?
A19:公路检测的距离一般较远,因此用测距轮控制,结合一定距离打标记的方式比较好(比如检测过程中可100米打一个标记),回来后可选择标记间标准化为一定道数的手段,使道数等间距。
Q20:探测过程中天线在移动时的有效探测宽度有多大?在实际公路检测中,纵向侧线间距多大合适?
A20:探测宽度大约50cm,你要说的是横向距离吧?一般一个行车道布置一条测线就行。
Q21:用于路面结构层厚度以及路基、路面缺陷检测时,探地雷达的检测密度(一米内波形道数)多少合适?
A21:检测时,采用测距轮控制方式,标记扩展一般选择5就行(这时一米大约记录了22道数据,或者说是22个测点),回来后可用IDSP5.0进行插、抽道。
Q22:“波形叠加次数N(范围为1~4096)指得是把相邻的N道数据平均当作当前道,”,那么波形叠加的实现是否指的就是探测过程中“Menu实时处理-道间平均”以及后处理软件中的“预处理-道间重采样”?这样处理会不会降低分辨率?
A22:先说探测过程中“Menu实时处理-道间平均”,就是指的“波形叠加”,这个功能多用于人工点测方式,它的平均数据来自天线相对静止不动时,不同时间采集的同一地点的反射信号序列,如果周围没有干扰,参加平均的信号序列应该是相同/近的,不会对分辨率有任何影响;
后处理软件中的“预处理-道间重采样”用于数据冗余时,通过抽道去掉多余道数(比如现在每米记录了50道,而一般20道足够,那么就可通过抽道去掉)。这免费咨询电话:4008-110511
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个功能与波形叠加的概念不太一样。
Q23:李大心教授编著的《探地雷达技术与应用》等资料中提到的多次叠加与LTD产品的波形叠加是不同的概念么?
A23:yes.
Q24:发射脉冲重复频率指的是什么?
A24:脉冲源重复发射脉冲子波的频率,一般取64kHz,128kHz。
Q25:较大的数据文件在IDSP5.0中打开、分割处理比较吃力,对这个数据文件大小有没有限制?LTD雷达连续测量长度有没有限制?
A25:记录的文件长度没有限制,但处理时最好先分割为小于32M的文件。
(一般1km记录一个文件比较好)
Q26:如何得到入射波波形?是否是通过做全反射,然后对得到的波形取反?反射波与入射波同相(反相),是不是说反射波“振幅”就是正相(负相)?
A26:可以通过全反射得到入射波,是否取反要看你用的那种介质(看反射系数的公式);
若反射波与入射波同相(反相),其波至对应相位应与入射波波至对应相位是同相(反相),而不一定是正(反)相。
Q27:IDSP的频谱分析得到的是振幅谱么?对于某道波形的频谱分析,如何解释?如何确定“有用信号”的频率范围?
A27:要彻底理解频谱分析,最好看一些信号处理书。
其含义看上次给你的实现过程。一般取频带宽度范围为左半幅0.707Amax处(称半幅点),到右半幅0.707Amax处,实际上,一般取有用信号覆盖处(取宽一些)。
Q29:水平滤波与垂直滤波的区别与联系?“水平滤波>背景消除”如何实现?的抑制?
A29:都是一个滤波过程,只是方向不同,用的样点含义不同。你只有看了有关滤波方面的书,理解了滤波器的设置后,才会真正明白,要不然不是一两句能说清的。
对公路检测,你只要找到地面对应相位和沥青底反射就行,可不消除直达波。
Q30:点击“垂直滤波>带通滤波”出现选择高通/低通截至频率对话框,里面的默认频率值是如何确定的?
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0.5x 12x 10410Time(ns)Amp.Frequency(MHz)200025直达波如何去除呢?在IDSP中“直达波处理”下面的几个选项能否实现对直达波
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