意大利RIS探地雷达保定金迪地下管线探测演示报告.doc

意大利RIS探地雷达演示报告目 录1概述12现场探查12.1仪器设备12.2主要采集参数22.3探查方法原理23探查结果与分析43.1探查结果43.2资料分析与解释4附图一：探地雷达探查剖面图 61概述为了详细准确的了解意大利RIS探地雷达在地下管线探测方面的性能，保定金迪公司邀请我公司，对保定市区内的管线进行探测。共在市区内选取了七处区域进行试验，分别是：银杏路、翔园路、吉祥园小区、茗畅园、翠园路、天威英利厂房前和保百大楼对面。以上区域中包括了各种深度、材质和地形情况下的管线，具有很强的代表性。下面对演示所使用的雷达参数和演示的情况做详细叙述。 2现场探查2.1仪器设备本次探查采用了意大利产RIS-K2型探地雷达（见图1），天线选择了80MHz低频屏蔽天线和200MHz中频屏蔽天线，其中80MHz天线的典型探测深度可以达到48m（依土质情况而定），水平最小分辨率12.5cm；200MHz天线的典型探测深度可以达到24米，水平最小分辨率5cm。两种天线既可以分别单独使用，也可以组合成天线阵使用，以便提高探测速度和结果的准确性。因此，我们的天线配置满足本次演示任务的要求。图1 RIS-K2型探地雷达主机 2.2主要采集参数l 扫描速度： 850扫/秒l 脉冲重复频率：400KHz(高速的脉冲重复频率使数据收集更快)l 最多可接8对单天线同时检测l 时窗： 9999 nsecl 采样点数： 128-8192l 叠加数： 1-32768l 分辨率： 5psecl 信噪比160dBl 工作温度： 1050l A/D转换 ： 16bit2.3检测方法原理探地雷达作为工程物探检测的一项新技术，具有连续、无损、高效和高精度等优点。探地雷达由一体化主机、天线及配套软件等部分组成，根据电磁波在有耗介质中的传播特性，探地雷达以宽频带短脉冲的形式向介质内发射高频电磁波(几MHz-几GHz)，当其遇到不均匀体(界面)时会反射部分电磁波，其反射系数由介质的相对介电常数决定，通过对雷达主机所接收的反射信号进行处理和图像解译，达到识别隐蔽目标物的目的(见图2)。时距曲线数据采集雷达图图2 探地雷达工作原理示意图电磁波在特定介质中的传播速度V是不变的 ，因此根据探地雷达记录上的地面反射波与反射波的时间差T，即可据下式算出异常的埋藏深度H： (1)式中，H即为目标层厚度；V是电磁波在地下介质中的传播速度，其大小由下式表示： (2)式中，C是电磁波在大气中的传播速度，约为3108m/s；为相对介电常数，取决于地下各层构成物质的介电常数。雷达波反射信号的振幅与反射系数成正比，在以位移电流为主的低损耗介质中，反射系数r可表示为： (3)式中，1、2为界面上、下介质的相对介电常数。反射信号的强度主要取决于上、下层介质的电性差异，电性差异越大，反射信号越强。雷达波的穿透深度主要取决于地下介质的电性和中心频率。导电率越高，穿透深度越小；中心频率越高，穿透深度越小，反之亦然。3探查结果与分析3.1探查结果雷达探测剖面见附件一。3.2资料分析与解释探地雷达数据处理包括预处理（ 标记和桩号校正，添加标题、标识等）和处理分析，其处理流程如图3所示，其目的在于压制规则和随机干扰，以尽可能高的分辨率在探地雷达图像剖面上显示反射波，突出有用的异常信息（包括电磁波速度，振幅和波形等）来帮助解释。探地雷达所接收的是来自地下不同电性界面的反射波，其正确解释取决于检测参数选择合理、数据处理得当、模拟实验类比和读图经验等因素。本次探查获得的路基分层及管线等信号均较为明显，便于判断，探地雷达检测所得典型剖面如图4。数据处理各种滤波反褶积偏移各种变换分层处理计算介电常数速度计算参数计算图形分析编辑图形修饰注释输出结果处理效果数据采集数据传输文件编辑文件预处理图3 探地雷达数据处理流程图13附录一：探地雷达探查剖面图1、银杏路 银杏路上分别使用200MHz天线（上图）和80MHz天线（下图）的在同一位置探测的雷达图，探测方向由北向南。图中红框内是一个深度约为1.5米的管线，可见在200MHz雷达图上只表现为模糊的反映，而在80MHz雷达图上管线的反映则很清楚。蓝框内是一条较细的管线，由于分辨率的问题，可见在200MHz雷达图上反映很清楚而在80MHz雷达图上则很模糊。上图为使用200MHz天线在银杏路上探测自来水管的雷达图，探测方向由南向北，为了找出东西向的自来水管线。上图中打标的位置就是管线的大致位置，可见红框内有管线的反映；蓝框内表示出另有两条管线。上图为使用200MHz天线在银杏路上探测自来水管的雷达图，探测方向由东向西，为了找出南北向的自来水管线。红框内应为要找的目标管线，蓝框内表示出其它管线。2、翔园路上图为使用200MHz天线在翔园路由东向西横穿主马路探测的雷达图，图中蓝框内为管线的位置。3、吉祥园小区吉祥园小区使用200MHz+80MHz天线阵同时探测，上图为200MHz天线雷达图，下图为80MHz天线雷达图，探测方向由东向西。红框内为200M天线探测到的管线，蓝框内为80M天线探测到的管线。 4、茗畅园茗畅园小区使用200MHz+80MHz天线阵同时探测，上图为200MHz天线雷达图，下图为80MHz天线雷达图，探测方向由西向东。红框内为200M天线探测到的管线，蓝框内为80M天线探测到的管线。 5、翠园路（草地上） 上图为使用200M天线在翠园路草地上探测自来水管的雷达图，图中红框内为管线的反映，深度约1米。6、天威英利工厂前天威英利工厂前使用200MHz+80MHz天线阵同时探测，上图为200MHz天线雷达图，下图为80MHz天线雷达图，探测方向由西向东。红框内为200M天线探测到的管线，蓝框内为80M天线探测到的管线。7、保百对面保百对面使用200MHz+80MHz天线阵同时探测，上图为200MHz天线雷达图，下图为80MHz天线雷达图，探测方向由西向东，为了找出南北走向、深约2.2米的水管，管径600mm。红框内为80M天线探测到的管线，20