雷达测物体厚度 实验

1、背景介绍 探地雷达（Ground Penetrating Radar，GPR）又称透地雷达，地质雷达，是用频率介于106-109Hz的无线电波来确定地下介质分布的一种无损探测工具。 探地雷达的发展历史 探地雷达是近几年问世的高科技现代探测仪器，它能够进行地下管线探测、公路质量检测、地下地质结构探测、断层探测、考古等。自从上世纪德国科学家提出用高频电磁波脉冲探测目标物以来，这引起了多国科学家的兴趣，1910年德国利用探地雷达探测地下目标体分布特征的理论；1968年美国开发了最早的探地雷达设备，其初期设备仅限于冰层、岩层等对高频电磁波吸收较弱的介质中；1970年美国地球物理探测仪器公司生产第一台商

2、用探地雷达研究领域走向无损、快速探查；上世纪80年代我国开始引进国外的探地雷达技术，并开始广泛应用与许多领域。现代各种雷达现代各种雷达名称：RD1000探地雷达探地雷达性能：使用防水材料，结构结实，可在任何地形环境中轻松使用强大的地下测绘工具:强大的数字信息处理系统可实时、清楚地显示地下剖面图独特的定位模式:轻松确定地下管道的位置和深度操作简便:高清晰度LCD显示屏，直观的键盘和菜单系统名称：OKO-2双通道探地雷达双通道探地雷达操作性能：连续工作时间可达8小时 ，双通道模式下探测速度可达12公里/小时 应用领域：环保管线探测，土木，地质，水利，水文测量，考古，建筑，机场，市政，军事等领域，特

3、别适合重叠管线探测，公路分层结构探测，重叠目标探测。名称：工程探测型探地工程探测型探地 雷达雷达型号： RAMAC X3M产地：瑞典 它是瑞典MALA公司于2000年推出的产品。专门用于公路路面检测、隧道质量检测、隧道超前地质预报、管线探测、考古等，它的电路设计更新，结构更紧凑，使用更方便。 现代雷达应用广泛现代雷达应用广泛道路检测、后期维护和修补地质结构勘测铁路验收阶段的评估探地雷达碑文石厚度测量实验目标实验目标助学碑助学碑 短波脉冲雷达一台（电量充足、配备网络连接线） NoteBook PC一台（安装有GPRVIEW软件） 数码相机一部 数据记录表格等 本实验雷达介绍 了解雷达的工作原理

4、掌握简单的雷达使用方法 学会运用雷达来测量目标物厚度 学会对雷达测量数据作简单的分析，并能做出正确处理。*黄凯丽：电信一班，负责幻灯片的制作*刘稳：电信一班，负责实地雷达测量*崔静：电信一班，负责碑文石的实际测量*文清：电信一班，负责讲解的幻灯片*王冬冬：电信二班，负责实验计划书的完成*林军峰：电信二班，负责测量中的实验数据记录*张延涛：电信二班，负责雷达数据处理及误差分析 雷达所发射的电磁波能够穿透绝大多数非金属介质，当电磁波遇到目标物时能发生反射和折射，如图（1）所示 由于介质的介电常数不同，电磁波在不同介质中的传播速度不同。其表达式为： 式中：C为光速; 为介电常数。/ c 图（1） 雷

5、达通过天线发射高频电磁波，穿透目标物，再由天线接收反射回来的电磁波。则脉冲波行程需时： 厚度计算，由于此处x=0，故计算式为： H=(tH=(t* *v)/2v)/2 式中：H为物体厚度；V为电磁波在物体中传播速度；t为电磁波由表面传至内部和另一表面的双向走时。/xz4t22反射探测原理 团结就有力量和智慧团结就有力量和智慧介电常数7时间窗当前回波=7回波条数 50150220300465576t13.55 3.62 3.68 3.70 3.733.75t213.12 13.1513.25 13.3413.4013.48t 9.579.539.579.649.679.73h(cm)41.014

6、 38.571 41.014 41.314 41.442 41.700 相对误差相对误差=绝对误差绝对误差/真值真值绝对误差绝对误差=测量结果测量结果-真值真值nxSA)(类不确定度3%2最大相对误差类不确定度B1011iihn平均值inxxii1012)(平均标准差回波条数50 150220300465576t13.553.62 3.683.703.733.75t213.1213.1513.2513.3413.4013.48t 9.759.539.579.649.679.73h(cm)41.04138.57141.01441.31441.44241.700绝对误差3.5141.0713.5143.8143.9424.200相对误差 0.09360.02860.09370.1071 0.1051 0.1120 A类不确定度 0.0713 B类不确定度 0.0647 平均值 40.