基于背景矩阵减法的探地雷达杂波信号抑制方法研究
2021-04-08钟景阳王洪华
矿产与地质 2021年1期
彭 建,钟景阳,白 洁,孟 旭,王洪华,刘 海
(1. 中国建筑第八工程局有限公司,上海 200135;2. 广州大学 土木工程学院,广东 广州 510006;3. 桂林理工大学 地球科学学院,广西 桂林 541006)
0 引言
探地雷达(Ground penetrating radar,GPR)是一种高效、高分辨率的浅层地球物理勘探方法,其原理是利用高频宽带电磁波(10 MHz~10 GHz)对地下目标或者物体内部进行探测。通过发射天线向待探测目标发射高频电磁波,之后利用接收天线采集回波信号,并分析其双程走时、振幅和相位等信息来解析目标体的空间分布及物理性质。探地雷达方法相比其他地球物理勘探方法具有操作简单、分辨率高、实时成像、适应性强等优点,目前已被广泛应用于土木工程检测[1-3]、深空探测[4]、地质调查、考古勘探[5]等领域。
在实际探测中,探地雷达接收到的信号不仅包含地下目标产生的回波信号,还存在着各种杂波,如直达波、耦合波、环境干扰和随机噪声等。目标信号往往会被杂波信号掩盖,增加了对目标体的辨识难度。杂波信号的形成有内部因素和外部因素,内部因素是雷达采集系统自身引起的,而外部因素是由于外界环境引起的,比如,探地雷达发射的探测信号从空气进入地下时,由地表面引起的杂波,由于地下介质非均匀随机分布引起的地下介质杂波,同时发射天线和接收天线之间还存在天线互耦杂波,雷达系统在接收和存储数据时也会引入一定的噪声等[6]。
杂波抑制是探地雷达数据处理的必要步骤,目的是去除雷达数据中的非目标成分,使目标信号得到增强。……
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