基于ANN的探地雷達淺層目標識別與電性能參數(shù)的反演.pdf

1、探地雷達(Ground Penetrating Radar,GPR)作為一種地下目標的有效探測手段廣泛應用于軍事、公安、城市建設、公路、鐵路、機場、水利、隧道等許多領域,因此,探地雷達地下目標信息反演技術的研究對國民經濟的發(fā)展有十分重要的意義。雷達接收到的電磁波幅度、時延會隨著地下目標的深度、大小、材質、幾何形狀和背景電性能參數(shù)的改變而改變。它們之間存在復雜的非線性關系,利用前向模型和優(yōu)化算法難以反演以上未知參數(shù)。有鑒于此,本文提出了一

2、種結合圖像處理與非線性參數(shù)反演的算法,綜合實現(xiàn)地下目標定位和參數(shù)反演。本文工作包含以下幾部分內容:
　　 第一,目標定位:利用對稱度算法自動提取雙曲線的頂點(x0,t0),該算法不僅能對單目標進定位,也能實現(xiàn)多目標進行定位和統(tǒng)計目標數(shù)量。
　　 第二,背景介電常數(shù)估計:結合不同速度模型和最小二乘法評價準則的準確估計天線貼地和天線離地兩種測量狀態(tài)下的電磁波波速V,為后續(xù)目標半徑估計打下基礎。
　　 第三,地下目標半

3、徑估計:利用已經反演出的參數(shù)(x0,t0)和v,基于Hough變換在修正的雙曲線數(shù)學約束條件下反演天線離地測量狀態(tài)下圓形目標大小,實現(xiàn)目標回波雙曲線的擬合。算法針對傳統(tǒng)目標雙曲線數(shù)學模型中,因假定雷達緊貼地面或忽略雷達高度對傳播路徑的影響導致的目標雙曲線擬合精度低以及目標反演誤差大等問題,提出了雷達離地工作時目標雙曲線的修正Hough數(shù)學模型,可以消除雷達離地工作對目標參數(shù)反演的負面影響。仿真結果表明,與通用Hough變換相比,該算法具