杨承志

（江西省核工业地质调查院，江西 南昌 330038）

1 探地雷达的原理

探地雷达法（Ground Penetrating Radar，简称GPR）是一种利用频率介于106Hz～109Hz的无线电磁波确定地下介质分布的一种勘探方法。由于采取的是高频、短脉冲、宽频带和高速采样技术，所以它探测精度高于其他普通的地球物理勘探手段[1]。

该方法是利用发射天线向地下的媒质发射广谱、高频电磁波，由于发射天线发射出来的电磁波在地下传播过程中由于介质介电常数存在的差异从而在分界面处发生反射并被接收天线接收。采用的仪器通过对接收的数据，包括接收电磁波的振幅、相位、波形及双旅程时等其他参数来进行处理分析，然后结合工程地质情况再确定地面下目标体的结构、位置及形态等特征[2]。

如图1所示，电磁波在地面下介质特性(电特性)不同的界面上经过反射而返回地面。电磁波在传播过程中，由于它的路径、电磁场强度和波形特征将随所通过介质的电质性质及几何形态的变化，而产生不同程度的变化，根据回波信号的形状、时延和频谱特性等参数，来解译出目标体的深度、性质及介质结构。对于，在数据处理方面，我们通过应用数字图像的恢复及重建技术，对目标体进行成像处理，来达到对地下目标体的真实及直观的再现过程。一般情况，电介质的电性差异的及电磁波在不同介质中的衰减变化程度，决定了所采取探地雷达方法的有效性。如图1所示，R是接收天线，T是发射天线，X为天线之间的距离，V是电磁波在不同介质中的传播速度，H是反射面到地面上的深度，由它们的几何关系我们可以 得到电磁波的双旅程时间。……