發(fā)布時間：2017-11-09 09:24

  本文關(guān)鍵詞：探地雷達地下淺層砂體和管道探測技術(shù)研究

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【摘要】：探地雷達一種通過發(fā)射高頻電磁波束來確定介質(zhì)內(nèi)部物質(zhì)分布規(guī)律的無損探測方法,采用快速、連續(xù)、非接的探測方式,具有采集速度快、分辨率高的特點。探地雷達被廣泛的應(yīng)用于工程、環(huán)境、水文地質(zhì)調(diào)查、考古、基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)勘查、軍事探測、星球探測等領(lǐng)域。但是探地雷達與其他探測方法一樣,有著一定的局限性。存在穿透能力弱、多次波及其它雜波干擾嚴重、單極化的數(shù)據(jù)獲取方式提供信息量有限、天線耦合的影響等缺點。傳統(tǒng)的探地雷達的發(fā)射接收的都是同一性質(zhì)的線性極化波,在進行等偏移距測量時,這兩個天線以一定的天間距并排垂直于測線放置,工作時發(fā)射天線產(chǎn)生一個與天線長軸方向平行的線性極化波,由線性極化波的性質(zhì)可知,接收天線對平行于天線長軸方向的電場極化成分最敏感。由于發(fā)射天線和接收天線的極化方向相同,所以在接收天線中只有平行于天線長軸方向的電場極化成分能夠被接收到。電磁波與具有多種電磁波視角的目標表面發(fā)生作用后,目標會使電磁波極化產(chǎn)生不同程度的旋轉(zhuǎn)。傳統(tǒng)的探地雷達天線只接收與發(fā)射天線相同極化方向的反射波。這就造成了目標體反射信息的缺失。在傳統(tǒng)的探地雷達天線極化方式的基礎(chǔ)上,保持發(fā)射天線極化方式不動而使接收天線旋轉(zhuǎn)90°,定義與測線平行的方向為H極化,與測線垂直的方向為V極化,這樣天線就有四種極化方式,分別是VV、VH、HV、HH,其中VV和HH為共極化模式,VH和HV為交叉極化模式。基于以上的原理構(gòu)建了全極化探地雷達系統(tǒng),該系統(tǒng)是基于目標體反射信號的矢量特性,通過研究反射信號矢量分量之間關(guān)系,從而能夠更好的獲取地質(zhì)體和地質(zhì)表面的幾何屬性以及結(jié)構(gòu)屬性的信息。本文利用全站儀等測量設(shè)備,對野外地形進行精準測量并進行介質(zhì)采樣,測量野外介質(zhì)的各項物性參數(shù),利用時域有限差分方法編寫的GprMax2D,按照實測地形分別對地下淺層砂體工區(qū)以及地下供熱管道進行正演模擬,經(jīng)過地形矯正后得到準確的探地雷達正演剖面。正演剖面中,河道各砂巖層、大小砂體以及地下供熱管道都可以清晰地刻畫出來。對野外采集到的雷達數(shù)據(jù)進行整合及數(shù)據(jù)處理,對地下供熱管道的雷達數(shù)據(jù)采用Pauli極化的方式進行偏移成像。將正演模擬的剖面與雷達實測數(shù)據(jù)的處理結(jié)果進行對比,發(fā)現(xiàn)二者有很好的穩(wěn)合度,驗證了極化探地雷達對淺層河道砂體及淺層目標體的感應(yīng)識別有著較好的效果,同時探地雷達正演模擬的方法也為實際的測量提供了理論基礎(chǔ)。本文的研究成果為未來探地雷達運用到石油勘探中提供了理論基礎(chǔ)和可能性,拓寬了探地雷達的應(yīng)用范圍。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P631.3

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本文編號：1161264