探析路用地质雷达回波信号处理方法研究

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1、㈣必分类号：U4910710-20050677漾步太海硕士学位论文路用地质雷达回波信号处理方法研究杨艳锋导师姓名职称郭元术教授申请学位级别工学硕士学科专业名称交通信息工程及控制论文提交日期2008年5月20日论文答辩日期2008年6月1日学位授予单位长安大学答辩委员会主席孙朝云教授学位论文评阅人雷虎民教授关可副教授摘要路用地质雷达是近些年发展起来的一种无损检测设备，与传统公路检测方法相比，路用地质雷达具有不损坏路面，探测速度快，探测过程连续，分辨率高，操作方便灵活，探测费用低，探测范围广等优点。因此，路用地质雷达在国内外的公路工程中已经得到

2、广泛的应用。然而，与地质雷达设备的较快发展相比，路用地质雷达回波信号处理算法发展缓慢，这严重影响了路用地质雷达的推广应用，所以，对路用地质雷达回波信号处理方法进行研究具有重大的现实意义。本文首先分析了电介质中电磁波的传播规律，讨论了地质雷达的基本原理及其体制，创建了获取路用地质雷达原始数据的方法。其次，提出了适合于路用地质雷达信号处理的降噪方法(小波变换与K-L变换相结合降噪法)；研究了雷达回波信号的瞬时频率提取方法：应用时域有限差分算法，正演模拟了理想介质条件下不同形状目标体的回波图像。然后，以基于时频分析的瞬时频率提取方法和正演模拟图像

3、为基础，建立了基于回波图像特征的目标空间位置定位方法，和基于回波信号时频特性的目标分类识别方法。最后，本文利用实测数据进行了实验，实验结果表明：所建立的方法成功实现了异常体的目标分类识别和空间位置定位，具有较大的应用前景。关键词：地质雷达，公路检测．时频分析．目标识别AbstractGroundPenetratingRadarisakindofequipmentwithlosslessdetecting，whichhasbeenusedcomprehensivelyforroadsdetecting．Comparingwithtraditi

4、onaldetectingmethodsofroadsdetecting，ithasmanyadvantages，suchasnodestructiontoroadsurface，rapiddetection，continuity,highresolution，flexibleoperation，lowcostandwidedetectingrange．Attributetoabovevirtues，theroadgeologicalradariswidelyusedinroadprojects．However,therelatedsign

5、alprocessingalgorithmsforechowavesofroadradardevelopveryslowly,SOtheresearchofroadradarsignalprocessingalgorithmshasagreatmeaninginactualapplication．Thispaperfirstlyanalyzestheelectromagneticwavetransmittingrulesindielectric，illuminatesthebasicprinciplesandstructureofroadr

6、adar,andproposesmethodtoobtaintheoriginaldataofroadradar．Secondly,adoptsapropermethodsfornoisedecreasing—acombinationofwavelettransformationandK—Ltransformation，researchstheinstantfrequencyabstractionalgorithmsbasedontime—frequencytransformingandsimulatesinidealdielectrict

7、heechowavefigureofdifferentobjectsbylimitedtimedifferencealgorithm．Andonthebasisofabovetwoalgorithms，thispaperrealizesthelocalizationofspecialobjectsbasedonechowavefigurecharacteristicsandobjectsclassificationbasedonechowaveoftime-frequencyproperty．Finally,teststherealdata

8、andtheresultsshowthatthemethodsproposedbythispaperareeffective．Keywords：GroundPenetrating