我國城鎮(zhèn)化發(fā)展帶動了高速公路和城鎮(zhèn)道路的建設(shè),但一系列道路質(zhì)量問題相繼出現(xiàn):前期施工不當(dāng)帶來的使用壽命短,后期運行的表面坑洞、破碎引發(fā)的乘車不適,路表面下的空洞、脫空造成路面的塌陷等,因此確保道路的正常工作已成為城市建設(shè)中的一項關(guān)鍵任務(wù)。探地雷達(Ground Penetrating Radar,GPR)在道路檢測中扮演著重要的角色,它利用發(fā)射和接收道路分層或病害的反射電磁波判斷道路表面及路基狀況。本文旨在研究GPR的路面鋪裝分層和道路缺陷檢測算法,主要研究工作包括以下三方面:首先研究了探地雷達運行機制。電磁波在道路鋪裝面層和基層中傳播,只在分界面處發(fā)生反射與折射,使GPR數(shù)據(jù)具有稀疏性。針對電磁波在不連續(xù)介質(zhì)中的傳播機理,提出反射回波強度計算介質(zhì)的相對介電常數(shù)。GPR探測數(shù)據(jù)處理的基本流程為:數(shù)據(jù)編輯、零時校正、去直流、數(shù)據(jù)增益、濾波、反褶積。然后,研究了道路鋪裝分層厚度確定算法�；贕PR道路分層檢測技術(shù)已經(jīng)相對成熟,但在分層厚度過小時往往不易識別回波的混疊,特別是瀝青鋪裝層。由于GPR分辨率的限制以及兩層瀝青層之間的介電常數(shù)相差較小,瀝青薄面層厚度的估算仍然是一個難題。針對反射系... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

重大路面坍塌事故因此，從以上的兩點可以看出探地雷達在路面及路基檢測的應(yīng)用多樣化[2]，

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-3-塌部”，該部門主要負責(zé)排查路面的空洞隱患。該單位將國內(nèi)湖北武漢研制的移動測量與檢測信息（MMTS）平臺（如圖1-2所示）同美國勞雷SIR型號探地雷達組裝，可用于檢測道路的平整度[12]、路表病害識別、車轍深度、坑槽及深度識別、檢測路面寬度和地表以下的病害。深圳市安德空間的探地雷達處理技術(shù)比較完善，從二維的B-scan到三維C-scan，再到隨時間變化的四維空間，逐步完善、利用深度學(xué)習(xí)識別探地雷達病害，做到實時結(jié)果的顯示，減少人工處理雷達圖譜的時間量。圖1-2湖北武漢研制的移動測量與檢測信息（MMTS）平臺1.2.2國外探地雷達及其相關(guān)理論的發(fā)展發(fā)明階段（1900年-1960年）、發(fā)展階段（1960年-1980年）和成熟階段（1980年-目前）是探地雷達發(fā)展的三階段[13]1-2。德國科學(xué)家在研究埋地特性時發(fā)現(xiàn)了探地雷達專利技術(shù)。到20世紀(jì)60、70年代初，等效采樣技術(shù)、亞納秒脈沖產(chǎn)生技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，推動了探地雷達的進步。同時，探地雷達參與了美國阿波羅月球表面探測實驗，促進了自身的廣泛使用。1972第一個名為GeologicalSurveySystemInc.的探地雷達設(shè)備制造公司成立。GPR得到廣泛的研究，是由于市政工程、考古、地質(zhì)、探雷等方面的巨大需求。自20世紀(jì)90年代中期以來，每年都會有大量的研究論文發(fā)表，大大促進了探地雷達產(chǎn)品和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的進步[14]2。1985年，在美國聯(lián)邦道路局的支持下，車載探地雷達技術(shù)應(yīng)用于高速公路的研究興起，主要包括利用GPR對路面層厚度、路基空洞和橋梁進行檢測。基于GPR的路面層厚度檢測研究包括了GPR設(shè)備、檢測方法及數(shù)據(jù)處理特征提取技術(shù)。Lulu[15]研究了不同工作頻率的空耦探地雷達對路面分層厚度的影響，發(fā)現(xiàn)1GHz是最佳的工作頻率；Leng等[16]采用了雙空氣耦合探地雷達

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-7-第2章GPR技術(shù)及數(shù)據(jù)處理方法2.1引言在解譯探地雷達數(shù)據(jù)之前，必須先掌握探地雷達系統(tǒng)基本參數(shù)和數(shù)據(jù)處理方法。在本章節(jié)中先對VOTERS項目的空氣耦合探地雷達、美國勞雷和俄羅斯歐克思探地雷達的一些常用參數(shù)作說明，介紹各種不同探地雷達數(shù)據(jù)格式，如何將其統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為MATLAB中.mat格式。然后根據(jù)探地雷達的工作機制，找出發(fā)射波形、反射波形等之間的數(shù)據(jù)特征關(guān)系。在探地雷達數(shù)據(jù)特征的基礎(chǔ)上，提出探地雷達數(shù)據(jù)處理方法。2.2探地雷達類型介紹2.2.1VOETRS空氣耦合探地雷達從VOETRS項目引進的檢測車，配備有探地雷達、麥克風(fēng)、胎壓、攝像機等傳感器。如圖2-1所示，為該檢測車的探地雷達裝置，屬于高頻空氣耦合探地雷達。探地雷達共有四個通道，懸掛在車輛的后方，距離地面35cm高度處，行駛過程中可覆蓋整個車道。它可以聯(lián)合四個通道信息，使單個通道的二維B-scan圖變成該車道的三維C-scan圖，包括車輛行駛水平方向，電磁波傳播深度方向，車道寬度方向。圖2-1VOTERS檢測車的空氣耦合探地雷達裝置35cm40cm25cm

【參考文獻】：
期刊論文
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[4]基于壓縮感知的雷達信號處理技術(shù)研究[J]. 劉明.  信息通信. 2017(12)
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碩士論文
[1]基于低秩稀疏理論的探地雷達地下空洞識別方法研究[D]. 韓銀萍.太原理工大學(xué) 2019
[2]探地雷達數(shù)據(jù)波阻抗反演方法及其應(yīng)用研究[D]. 劉鈺.浙江大學(xué) 2018
[3]探地雷達多次波識別及壓制方法研究[D]. 王玉潔.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2017
[4]探地雷達地下空洞目標(biāo)探測研究[D]. 姜化冰.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[5]基于自適應(yīng)稀疏分解的GPR水平分層介質(zhì)參數(shù)反演[D]. 陳青玉.南昌大學(xué) 2016
[6]基于堆石壩面板脫空缺陷的雷達探測技術(shù)研究與應(yīng)用[D]. 張逸.湖南大學(xué) 2015
[7]基于探地雷達的剛性路面板下脫空系統(tǒng)識別方法[D]. 李婧琳.鄭州大學(xué) 2010
[8]探地雷達在路面基層檢測中的應(yīng)用研究[D]. 呂小武.長沙理工大學(xué) 2008



本文編號：2929679