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文檔簡(jiǎn)介
1、探地雷達(dá)(Ground Penetrating Radar,GPR)技術(shù)是利用高頻電磁波來獲取地下目標(biāo)信息的雷達(dá)系統(tǒng),其工作原理是利用電磁波在傳播媒質(zhì)不連續(xù)處所產(chǎn)生的反射和散射等變化,通過接收到的電磁波波形、幅度以及時(shí)間延時(shí)等信息,提取出目標(biāo)的位置、形態(tài)、性質(zhì)等信息,實(shí)現(xiàn)淺層地下目標(biāo)的成像、定位等目的。GPR技術(shù)作為地下淺層目標(biāo)無損探測(cè)的技術(shù)之一,由于其探測(cè)速度快、空間分辨率高等特點(diǎn),使其廣泛用于軍用領(lǐng)域以及民用領(lǐng)域上。而成像算法的研究
2、是探地雷達(dá)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)之一,在眾多的成像算法中,時(shí)域的合成孔徑(Synthetic Aperture Radar,SAR)成像算法由于算法簡(jiǎn)單且易于實(shí)現(xiàn),廣泛被用于實(shí)際探測(cè)中。但時(shí)域SAR成像算法由于存在計(jì)算復(fù)雜,計(jì)算效率低,且受環(huán)境噪聲影響大等不足之處,這使得研究新的有效成像算法具有非常重要的價(jià)值與意義。
本文首先對(duì)地下淺層目標(biāo)探測(cè)所涉及到典型的成像理論進(jìn)行了分析與介紹,其中包括探地雷達(dá)的工作原理,電磁波在地下傳播
3、方式,探地雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與成像技術(shù)等,為后面研究適合于地下淺層目標(biāo)探測(cè)的成像算法提供了理論依據(jù)。
其次,通過對(duì)常用探地雷達(dá)回波模型進(jìn)行分析,建立了本文所用的回波模型。并且研究了基于時(shí)域的SAR成像算法——后向投影(Back Projection,BP)算法。通過理論研究與數(shù)值仿真,對(duì)傳統(tǒng)的BP算法進(jìn)行了討論與分析,并對(duì)不同因素對(duì)成像結(jié)果的影響進(jìn)行了討論。
然后,由于傳統(tǒng)的BP算法存在受噪聲影響大等不足之處,因此,在本文
4、我們提出了一種新的成像算法——虛擬回波投影(Virtual Echo Projection,VEP)算法,該算法不僅能夠適用于地下淺層目標(biāo)的探測(cè)成像,而且能夠有效的抑制環(huán)境中的不相關(guān)噪聲,同時(shí)不受限于線性孔徑雷達(dá)的成像。通過數(shù)值模擬仿真和實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了VEP方法的有效性。它不僅在非線性孔徑條件下能良好的工作,而且與傳統(tǒng)BP算法相比,還能有效的抑制白噪聲與有色噪聲信號(hào)。
最后,對(duì)本文所做工作進(jìn)行了總結(jié),并分析了工作中存在的優(yōu)勢(shì)和不
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