•常规的数字处理方法： 预处理：点平均、道平均等 数字滤波，低通、高通及带通、中值波波等 增益调节：AGC、SEG、Const 偏移处理：以射线理论为基础的偏移归位方法 波动方程偏移 多次叠加技术
•特殊的数据处理方法： 复信号分析：瞬时相位、瞬时振幅、瞬时频率 其它一些非线性技术的应用，如分形技术
特 点：
高分辨率 无损性 高效率 抗干扰能力强
雷达勘探基本原如：己知声波在空气中传播的速度是：v=340m/s, 从 呼喊开始到听见回声的时间 t=4秒, 那么障碍物离开我们的距 离 S 就可以用如下公式：
S = 1/2 v*t = ½ （340 × 4） =680(m)
1.3 分辨率（分辨最小异常体的能力）
垂向分辨率：区分一个以上反射界面的能力 四分之一波长
水平分辨率：在水平方向上所能分辨的最小异常 体的尺寸
h / 2
2. 野外信号采集方式
2.1 剖面法（反射观测方式）
2.2 透射法
发射天线
柱 墙 楼板
接收天线
2.3 宽角法（共深点法，CDP） 用于求取表层土的电磁波传播速度
传播介质的电磁特性、目标物
的形状和大小
波形
波形+面积
彩色显示
当目标物与扫描方向垂直时
当目标物与扫描方向平行时
在雷达图中 总是 会形 成一 “双曲线图案”
在雷达图中 经常 会形成一 “线状图型”
(当在目标物的顶部扫描时)
所以，需要在横向与纵向两个方向进行扫描
超高频电磁波（10MHz－5000MHz）
地面
地面
宽角法数据特点
单点探测与宽角法记录
宽角法数据处理-动校正
3 天线极化方向 （偶极天线，优选极化方向，天线剖面垂直 于目标体走向的原则）
垂直垂射
关于天线分离距及其天线排列方向的现场试验
北 楼
测线起始点
汇 文 楼
水泥路面
雨水管
0.8m
0.4m 1.2m
1.6m
0.4
0.8
1.2
4. 探地雷达图像的数字处理技术
RIS系列
RIS-2K/0型 （单道）
RIS-2K/ME型 （多道）
北京爱迪尔公司的CBS-9000型 地质雷达及天线
三、野外数据优化采集
1. 主要技术参数
1.1 雷达方程
1.2 探测距离
探测距离与选用的天线的发射功率、天线频率、地下介质的相
对介电常数、电导率相关，频率低，发射功率大，介质电
脉冲旅行时： tR ( X 2 4z 2 )1/ 2 /V
二、雷达技术的研究及探测仪器的发展
• Hulgmeyer,1904 首次使用电磁信号来确 定地下金属目标体的存在
• Leimbach, Lowy 1910, 用电磁波定位埋藏 的物体（专利）
• Hulsenbeck：脉冲技术确定地下物体的结 构，地表下任何介电常数的变化将导致 电磁波的反射
Noggin 250型
SIR 系列
匹配天线
SIR3000型（最新）
3207型
GSSI自行生产的天线
5103型
Next
5100型
Radarteam定制的天线 Subecho 70型
屏蔽Subecho 200型 屏蔽天线900型
RAMAC系列
X3M型
匹配天线
非屏蔽天线200型
非屏蔽天线100型 屏蔽天线100型
由于地下介质往往具有不同的物理特性，如介质的介电 性、导电性及导磁性差异，因而对电磁波具有不同的波 阻抗，进入地下的电磁波在穿过地下各地层或管线等目 标体时，由于界面两侧的波阻抗不同，电磁波在介质的 界面上会发生反射和折射，反射回地面的电磁波脉冲其 传播路径、电磁波场强度与波形将随所通过介质的电性 质及几何形态而变化，因此，从接收到的雷达反射回波 走时、幅度及波形资料，可以推断地下介质或管线的埋 深与类型。
探地雷达工作原理示意图
海洋与地球科学学院 工程物探室
3
共偏移距观测方法
探地雷达工作原理示意图
天线
雷达可测量信号到达目标的 传输时间
利用估算的传播速率计算出 目标的距离
x
当满足下面条件时，隐 蔽物可由雷达探出：
在天线信号范围之内 信噪比适当
时 间
天线
x
时
测深和分辨率与以下几个因素
间
有关：天线频率、发射功率、
• A.P.Annan
• 加拿大Sensor & Software Inc., EKKO (Noggin)系列
• 美国GSSI，SIR系列 • 瑞典Mala Geoscience Inc., RAMAC系列 • 意大利IDS, RIS系列
EKKO 系列 EKKO 100增强型
E K K O 1 0 0 0 型
阻率高，探测深度大。 W 2 f
地下介质 相对介电常数
空气 淡水 海水 干砂 饱和砂 石灰岩 泥岩 粉砂 粘土 花岗岩 岩盐 冰 金属 PVC材料
1 80 80 3-5 20-30 4-8 5-15 5-30 5-40 4-6 5-6 3-4 300 3.3
电导率 (ms/m) 0 0.5 30000 0.01 0.1-10 0.5-2 1-100 1-100 2-1000 0.01-1 0.01-1 0.01 1010 1.34
第五章 地质雷达探测技术
地质雷达法、探地雷达法 GPR（Ground-Penetrating-Radar）， Geo-radar, Geo Probing radar
它是一种对下的或结构物内部不可见的目标体 或分界面进行定位或判别的电磁波探测技术
一、基本原理
高频电磁波以宽频带短脉冲形式，通过发射天线被定向送入 地下，经存在电性差异的地下地层或目标体反射后返回地面， 由接收天线所接收。因为它是从地面向地下发射电磁波来实现 探测目的，所以又称探地雷达，高频电磁波在介质中传播时， 其传播路径、电磁场强度与波形将随通过介质的电性特征与几 何形态而变化。因此，通过对时域波形的采、处理和分析，可 确定地下分界面或地质体的空间位置及结构。
雷达波速 （m/ns） 0.3 0.033 0.01 0.15 0.06 0.12 0.09 0.07 0.06 0.13 0.13 0.16 0.017 0.16
衰减系数 （dB/m) 0 0.1 1000 0.01 0.03-0.3 0.4-1 1-100 1-100 1-300 0.01-1 0.01-1 0.01 108 0.14