ekkopro加拿大雷达操作

1、Pulse EKKO PRO 加拿大雷达操作,一：系统基本情况间介,四种最基本的组件: 、DVL; 、控制模块; 、发射单元; 、接收单元;,DVL和控制模块,控制模块,低频天线,发射与接收天线配对使用; 200M 最短，只有0.5米长； 12.5M最长，8米长； 发射器和接收器内都装有电池;,高频天线,250;500;1000MH；配对使用；有和的标志； 1000M天线宽6in； 500M天线宽9in； 250M天线宽15in；(含有发射器和接收器),传输电缆,控制器与收发器的连接依靠传输电缆;,系统基本组成,天线车载系统,电池安装,连接计步器,手拖系统,安装可调节手柄,车轮计步器,手拖系统

2、可以在Free Run模式或odometer模式运行 有两种计步器，大车轮和小车轮计步器,车载装配,有250,500,1000M三种separation bars,separation bars,Finger screws,smartcart,battery,DVL和控制器安装,可选配件（）,Electrical Beeper/Trigger unit 注意：必须在DVL打开的情况下，才可连接 依Trigger Method设置，电子Beeper/trigger有几种使用方法： 、electrical:使用trigger unit来控制individual traces的数据获取。 、DVL

3、button:按键获取individual traces数据,并发出声音。 、Free Run:这个设置，会激活用户自定义时间延迟，连续采集数据。 、odometer: 依odometer旋转及step size设置,来采集数据。,可选配件（）,DVL Carrier(背带) Odometers 有三种：大车轮，小车轮，和汽车轮,二：系统启动第一步：正确连接系统 天线、DVL、电源,第二步：启动系统 打开DVL和control module电源 按任意键打开收发射器电源（如果不采集，要关闭电源以节电） DVL上红灯亮，如果电压不够，闪30秒熄熄灭。如果电压太降低，DVL不会工作，要适时充电。

4、Menu键：1-8 显示屏：户外阳光下可视。 明亮度、对比度调节：黄色箭头，内部温感会在启动后自动调节补偿。 CF drives:确保关闭DVL的情况下，插入CF卡,第三步：参数设置主菜单,采集 设置参数 查看当前设置 文件管理 采集的数据 文件能上传 到PC,可被删除 关机,设置参数,可按数字键 可按up down加A B 键 进行选择,系统流程图,System setup(系统设置),采集之前最重要的系统参数设置,Frequency（天线频率） Time window（时窗长度） Sampling interval（时间采样间隔） Antenna separation（天线分离距） Ant

5、enna step size（天线步进长度） System stacting（道叠加次数） Trigger method（触发方式） 以上可进入scope mode来快速设置,1：Antenna frequency,依探测目标埋藏深度来确定天线频率 随着探测目标深度增加，所需天线频率减小，目标分辨率降低； 理想的调查是依靠最高频率来穿透目标。 频率不易决定，有时依经验； 频率值还用于计算pulse width,sampling interval;,Antenna frequency参考深度对照表,2：Time window,决定雷达系统探测目标深度的时间； 设置值要适合目标深度；（经验值T=2

6、H/V*3/2） 如果window设置不够长，会引起探测失败； 如果windows设置too long，会增加数据量及降低性能； 雷达系统实际上是测量在指定深度物体的反射，可通过velocity,relate depth来取得time window值。DVL会根据time window value 和当前的雷达velocity value来显示出深度值。 Wave velocity 由物体属性而决定；,Time window(对照表),D=V X T/2 ; D 深度m ; V velocity (m/ns) T two-way travel time (ns),3：Temporal samp

7、ling interval,Sampling interval与所使用的天线频率有关；高频需要更小的采样间隔；采样间隔太大容易使数据失真；太小会增加数据量及增加系统负担； EKKO系统已将采样间隔固化在天线中，是天线的基础值之一，用户不能改变；,Temporal sampling interval(对照表),Points（数据点）=time window/sampling interval =300 ns/0.8 ns =375,4：Antenna separation(天线间距),当沿着测量线进行测量时保持发射天线与接收天线之间的间距是很重要的； 当天线装配在小车上时天线间距是固定的；但当天

8、线不固定的情况下，要用尺量度以保持和固定合适的距离； 这个参数是在system setup GRP Parameters Antenna Separation进行设置； 如果天线的间距太小，会导致削波问题； 建议：用物体（如竹杆）固定两天线,Antenna separation(对照表),5：Antenna Step Size,在Reflection模式下，指定配对天线沿着采集线移动的相等距离；（与空间分辨率有关） 为解释空间目标表面粗糙度,要选择合适的步长;如果步长选择太大会造成目标表面解释错误;如果步长太小会造成数据量大和降低测量效率; 该参数设置在System Setup-GPR Par

9、ameters-Antenna Step Size下; 当采用测距轮采集数据时,确保测距轮已经校准过;否则位置信息不正确; 在CMP模式下,如果天线移动0.25米,步长设置是0.5米;,Antenna step size(对照表),倍数或百分比,：System Stacking(叠加),在噪声环境下，数据取样质量由噪声决定，trace stacking平均GPR连续信号，以改善signal-to-noise radio(信号噪声率)；（N1/2）,System Stacking(系统叠加),当使用叠加增强数据质量时，会减缓测量效率；叠加越多，系统越慢；要选择最适宜的堆栈数目； 该参数在syst

10、em setup-GPR Parameters-system stacking下设置; 叠加数范围在1-32767之间,最合适是4-64之间; 叠加数降低:1)测量物看起来反射很强 2)测量速度是优先要求的,比如快速移动拖 车进行测量; 当系统运行在Free Run mode中,用户可以通过增加或减小叠加数来控制系统数据采集速度;增加叠加数会减慢系统采集速率;减小叠加数会提升系统采集速率;,：Trigger Method(触发方式),触发方式决定采用什么样的方式来启动发射及采集trace数据; 有5种方式触发: 1) DVL B Button; 2) Electrical Trigger; 3

11、) Fibre Optic Trigger; 4) Odometer; 5) Free Run;,Trigger Method(触发方式),electrical / Fibre optic / DVL B Button适合用在复杂地形,天线在规定时间间隔内不易移动的情况下; Odometer 意味着系统由Odometer来触发采集数据; Free Run 意味着系统依照连续时间来采集数据,不由指定其它装置进行触发;适用于平坦的路面;移动天线容易;,Trigger Method(触发方式),electrical / Fibre optic 设置下当采集每道数据时会发出Beep Sound;有效的

12、设置菜单有:CANBUS,Fibre Optic,Both,None; None 意味不发声; Free Run Trace Delay:当系统运行在Free-Run Mode下,允许用户自定义每道间的时间延迟;时间延迟为每两个数据点之间,输入为1/10秒;如果尽可能快,选择0.0;按键也可以选择其它值; 时间延迟也由地形状况/操作经验/天气等因素来定; GPS Parameter Menu(全球定位系统) (略);,Odometer Setup menu,为确保精确,Odometer应该周期性的进行校准; 手推车Odometer校准值应该围绕在1080左右; 总的来说,不推荐使用手工校准;

13、Odometer Direction:Forward ,其它设置：Radar Velocity(雷达波速),如果希望精确显示深度值；或者查看当前设置时间窗时近似穿透深度,用户就要用到平均雷达波速(average radar wave propagation velocity) m/ns Hyperbola curve fitting routine(双曲线配匹)或Common Mid Point(CMP)测量方式是决定雷达波速的最好方法; 雷达波速设置不正确的话不影响GPR数据采集,仅影响显示的深度范围,可以以后再改动; 如果不能直接决定雷达波速,请依照对照表;,Radar Velocity(

14、对照表),如果测量中物质波速不确定,就设置0.1m/ns,Pulser Setting(脉冲电压设置),该设置允许用户在采集数据时指定发射器脉冲电压; 总的说来,EKKO PRO发射器,设置Pulser Setting到Pro Auto;会自动设置发射器的最高电压,例如400V的发射器设置到400V,1000V的发射器设置为1000V; 1000V脉冲推荐使用12.5-100M天线;400V脉冲推荐使用50-200M天线,两种脉动;,Survey Parameters(测量参数),Survey Parameters(测量参数),Start Position:是第一trace的起始位置,一般是零

15、点(0,0),每个trace位置会随天线步长(Antenna Step Size)而增加;起始点可以是非零或某个正值的点; 在CMP/WARR测量方式下,起始点是 antenna separation的初始值; Antenna step Size:可以在GPR菜单中进行设置; Positional units: metres 或 feet; Data Directory Number:该选项用于指定数据文件的存储目录,对应的数据文件存储到与之对应的目录中;用户能存取20个不同的目录;,Survey Parameters(测量参数),Survey Type(测量类型):地质雷达有许多不同的测量模

16、式来收集信息,其中有3种常用的模式: 1)Reflection mode:最常用的,用于描绘地质地层状况; 2)CMP(Common Mid Point) 或 WARR(Wide Angle Reflection and Refraction宽角反射折射)用于判断雷达波传播速率(相对于深度); 3)Transillumination(透视法):雷达波透视法是利用雷达波在钻孔中的发射和接收来确定地下介质特性和地质构造的一种物探方法.当电磁波在地下有耗介质中传播时,遇到岩性不同的分界面就会产生不同的电磁波反射、折射、透射和频散、吸收等,通过研究接收到的电磁波的性质达到探测地下目标物的属性.选项有T

17、rans,Trans-ZOP,Trans-MOG,Trans-VRP,Survey Parameters(测量参数),GPR Grid Type(GPR网格类型):测量参数中的网格参数设置允许用户修改设置以指定组织网格中采集数据.这包括网格类型和线空格(grid type ,Survey Parameters(测量参数),X Lines only,Y Lines only,X and Y Lines,如用XY网格采集,X和Y的线空格(line spacing)可以不同,显示参数图形类型,图形显示有两种类型：灰度图及摆动图(wiggle) Wiggle图显示为低振幅波，在雷达图像上表现为暗色调，

18、吸收越强，反射越弱；,Grey scale,Wiggle,Gain Type SEC;Constant;None 无论选择了哪一些增益形式，数据储存时一定是没有增存的方式进行储存； AGC和Constant增益主要适用于实际探测中，显示物体的反射范围，用于绘图之前；Constant常数增益以某个固定值放大信号； SEC增益主要适用于今后用软件处理数据用； None无增益，可以在32767 至-32767区间内改变数据的点值；,Gain Type ； 查看完整设置信息； 返回；,在Scope模式下运行,当所有参数设置好,选择Run pulseEKKO GPR,连通发射器和接收器电源,自检后电源灯

19、停止闪烁； Scope mode一般用于在正式探测及存储数据之前检查系统是否正确运行； Scope mode有两个基本功能： 确保数据采集是有效的； 设置发射脉冲（时间零点及第一断点）；,在Scope模式下运行-Scope Screen,雷达波振幅随时间轴而垂直摆动；时间窗决定时间轴的长度；每个区间是时间窗值的10%；例如时间窗是100ns,每个间隔区间就是10ns; 按Start开始采集数据； Offset值用于调整first break到理想区域内；该值对于雷达波数据很重要；,Adjusting Timezero(offset),假定有数据到来，第一步就是要确保“时间零点”定在正确的位置上

20、; 时间零点(timezero)就是被定义成第一个所到达的雷达波，通常探测的参考起始点位，因此叫“timezero”； Timezero应该从显示屏上的第二个垂直区间附近开始；如果趋向右边影响不大；但如果趋向左边就要避免这样情况； 一系列因素会影响Timezero:不同的系统硬件；光纤长度；收发天线间隔；总时间窗等； 要设置Timezero，首先要设置到天线间隔； 上图代表理想的Timezero; 图不理想可以用Auto,Shift,percentage来调整;,数据采集,设置Data Collection Mode;(line,grid,no save,scope) 设置Data Direc

21、tory；(相关的数据文件会保存在对应的数据目录里) 设置Line Number;(决定从哪一个线号开始采集数据) 数据采集;(确保天线是位于正确的起始位置开始采集,在采集之前,系统会初始化所有组件和通讯,如果初始化失败,会显示错误信息; 采集显示;(依从于Collect mode设置Trace Type),Grey scale,Wiggle,数据采集,Axes(坐标轴):时间是垂直Y坐标,位移是水平X坐标; Gain(增益):按Gain+键进行调节; Fiducial(基准标志):按Fiducial键和A键在图上的关键位置做标记; 数据采集暂停:Pause 数据采集继续:Continue 刻

22、度(Scale):按Scale键在时间轴上显示时间,长按Scale则会转换为深度显示;,Velocity(速度校准),GPR系统通过扫描地下各种不同的物质,例如:土壤/岩石/混凝土/冰/木头等;雷达波会根据不同的物质速速,产生不同的反射;GPR只有扫描已校准的物质速度后,才能估测深度精度; Hyperbola Matching速度校准方法:决定物质速度最精确的方法,就是双曲线配匹法;在显示屏上,按Calib键,调节按Vel+,Vel-; Identifying Air Reflections(定义空气反射) 参考Velocity listing;,Surveying Techniques测量技

23、术天线反射模式,双人操作,通过Run Mode来运行; DVL操作者使用电子触发或DVL键来控制数据采集,如果使用可选光纤触发器,天线操作者也可以采集数据; 天线要通过绳索来固定之间的距离,使用固定长度的绳索固定天线间距,Surveying Techniques测量技术天线反射模式,一人操作,要使用可选的DVL carrier(吊带)及光纤触发;,Surveying Techniques测量技术天线反射模式,单人手架操作，允许单人或双人操作; 采集时不要移动天线，当Beep声音停止后，才可以移动天线，,Surveying Techniques测量技术天线反射模式,天线车载,具有0.5m至1m的

24、间隔条用来匹配50,100,200MHz天线；,Surveying Techniques测量技术传感器反射模式,Tow Mode(手拖)操作；在光滑的路面上，设置tow mode来操作；操作者背DVL/控制模块/电池; 数据采集通常由大车轮触发器和小车轮触发器来控制;也可以用电子触发器或DVL键; 第三种选择是在Free Run mode下采用trace之间的时间延迟来控制；,Surveying Techniques测量技术传感器反射模式,传感器推车(Transducer SmartCart)操作；车载具有间隔条以匹配250,500,1000MHz传感器；,Antenna Orientatio

25、n(天线方向),pulseEKKO PRO系统具有可伸缩性,允许高频和低频天线变换天线方向; 最常用的是parallel-broadside设置;这种天线方向在天线间的感应量最大，同时在测量时聚集的能量最大,同时也能能减少物体反射损矢;,平行,平行,垂直,垂直,交叉,Triggers(触发采集数据),如果触发方式设置为:CANBUS/Fibre-Optic/DVL Key(B); 步骤1) 设置好天线正确的间距，放置天线在测量线的中间位置，天线方向相互平行，并垂直于地面; 2) DVL上显示数据采集 Press Trigger; 3) 操作者按DVL B键，电子或光纤触发器; 4) 系统开始发

26、出beep声,表示数据正在采集;当beep声响 时，天线要接触到地面; 5) 声音停止时，一个trace就被采集到了; 6) 依据Step Size 步长距离，在测量线上等距移动天线; 7) 重复以上步骤 8) 在数据采集时，重要区域做好fiducial markers 标记;,Free Run(自由采集数据),如果触发方式设置为:Free Run; 步骤1) 设置好天线正确的间距，放置天线在测量线的中间位置，天线方向相互平行，并垂直于地面; 2) 按下DVL上显示的 Start; 3) 系统开始发出beep声,表示数据正在采集;当beep声响 时，天线要接触到地面; 4) 声音停止时，一个t

27、race就被采集到了; 5) 在Free Run运行方式下,系统会依照指定的秒数自动暂 停数秒种时间; 6) 重复以上步骤 7) 在数据采集时，重要区域做好fiducial markers 标记;,Odometer Data Acquisition(计步器采集数据),依照指定的step size(步长)，雷达系统可以用Odometer采集数据，分别有大车轮/小车轮/手推系统计步器; 在Odometer mode模式下,可能会由于移动太快而导致触发太快;因此匀速是相当重要的; 为了快速采集，其它的选项还包括减小time window 或者number of stacks; 数据采集速度随temp

28、oral sampling(临时取样间隔)的增加而增加，但是temporal sampling不要超过默认值的倍;否则图形无法识别; 大车轮和手推车轮可以在测量途中停止测量及沿途反向移动测量； 信号极性:在数据采集过程中，重要的是保持天线方向相同;特别是在中断更换电池之后;如果天线移动方向相反，信号也会极性变反;,Odometer Data Acquisition(计步器采集数据),数据空间混淆:如果依靠step size来提高性能是不好的，步长太大的样本数据会使得识别困难，请依照操作手册来设置适合的步长； 如果测量的目标大，可以增大步长,以达到最大的性能及最小的数据量;切记！在一个或多个目标

29、之上进行测量，步长要足够的小;例如目标是30cm直径，步长应该是10cm; 如果仅是地质勘测，步长可以达到1m或m以上;以采集更大范围内的数据; 检测雷达系统是否存在问题，最好建立一个Test Line，Test Line不要太长，约100-200 traces,然后保存数据或打印到纸上，每半年后再对Test Line进行测量及比较;就可以发现雷达是否存在问题;,Adding GPS for Positioning(附加GPS定位),任何不同的系统都可以附加GPS;GPS应该放置在雷达天线的中间位置;,Common Mid-Point(CMP) Survey共中点法测量,在测量区域内测量GPR

30、速率的最好方法; 依靠改变天线间距来增加信号从中间反射的路径长度； 结果可以采用外表分析程序来分析吸收及反射平均速度； 需要使用到20m光纤电缆(optional),标配的是5m；,Common Mid-Point(CMP) Survey共中点法测量,采集CMP数据的过程； 1)设置CMP采集方式进行测量能最好的识别该测量区域内找到最强的平面反射; 2)在地面上的中心及两边做好刻度,例如,中心点,5m,10m,20m 以便于天线移动到每个trace; 3)依选择频率设置好对应的天线间隔;把天线放置到中心点位置; 4)将DVL及控制器放置到天线的中间,不要放到天线旁边; 5)打开DVL;在Sur

31、vey parameters菜单下,设Survey Type到CMP/WARR 6)在Survey Parameters中设置Start Position值为初始的天线间隔; 7)设置步长为双步长(标准步长值的2倍);如果100M天线的标准步长为0.25M,在CMP模式下移动天线为0.125M;难于控制的话,就将步长设置为0.2m,每次移动天线0.1m来采集;,Common Mid-Point(CMP) Survey共中点法测量,采集CMP数据的过程； 8)触发采集有多种选择;如果单人操作就设置为CANBUS触发模式,并在采集点按下electrical trigger;双人操作并有fibre

32、optic trigger时,设置系统到Fibre Optic trigger mode,操作者从传输天线控制器来采集数据; CMP数据采集会连接直到反射的振幅非常弱或降低噪音数据;,平均速率区域,平均速度区域内的高能量带,Transillumination Surveys透视法测量,透视法测量就是将收改天线相对着放置到物体上,来研究和区分物质的传输特性；根据结构形状,尽可能的获取该结构多种不同的射线穿透路径; 使用者必须在每个trace采集点做好系统的记录;最好是用触发器在line mode模式下做; Borehole GPR:常用borehole antennas来进行穿透法测量,有50,

33、100,200MHz 另一种类型的穿透法是使用地面天线,发射信号穿透墙体/梁柱等;,原理图,使用borehole antennas,使用地面天线,Troubleshooting 故障,EKKO PRO系统出现问题的概率很小,然而,所有的电子设备都有可能出现故障; 如果雷达运行不正确,会有错误信息显示在屏幕上,需要改变Display Info Mode到detailed level; 检查所有连接是否正确; 检查连接后,重新启动系统;包含DVL,Control module以及收发天线,光纤触发器 DVL/Control module的电源供应为12V直流,3-4A;如果电压不足,DVL上面的红

34、灯会闪,同时在屏幕上会有提示电力不足; 如果电压低于10.2V,DVL不启动,同时上面的红灯会闪烁;电池需要充电; 如果电压充不到12V以上,要更换电池; 天线电池需求:一对2.3AH, 12V铅酸电池,使用4小时;如果电压低于11.4V,DVL会显示错误信息;,Control module相关出错,一般是由于Control Module 到 DVL连接松动引起的;插紧后重启 Control module损坏;要返厂维修;,Receiver相关出错,如果接收器出错,检查接收器是否开启? 电池是否安装?电池是否充满电?fibre optic cable是否损坏?或不正确的连接. 检查接收器上的红灯是否闪?如果不闪,打开开关看是否闪?如果红色电源灯还是不亮或闪动,检查电池是否充满电. 检查fibre optic cable是否损坏,如果不行就更换.,Transmitter Problem:NO Signal on Screen,确信发射器电池正确安装并充满电; 检查发射