探地雷达回波信号奇异性检测算法的研究与实现

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1、武汉大学硕士学位论文探地雷达回波信号奇异性检测算法的研究与实现姓名：张晨光申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：陈淑珍2003.5.1摘要}{探地雷达回波信号的奇异点能够充分的反应地下目标物属性和地下层面结构。但是在实际应用中，回波信号不可避免的受到噪声和其他因素的干扰，给奇异点检测工作带来了困难。本文的主要工作就是排除噪声和共他干扰因素的影响，准确的检测探地雷达回波信号的奇异点。}，．本文介绍了Mallat基于模极大值搜索的壹曼盛捡捌簋法。结合探地雷达回波信号自身特点，分析了小波基的选取。讨论了回波信号突变点被平滑、延时后的检测问题。根据Mallat提出的模极大值理论，比较了噪声

2、和信号奇异点的区别，并实现了基于小波多尺度分解的模极大值搜索算法。在此基础上，我们深入分析了探地雷达回波信号相邻道之间关系，发现相邻道信号具有相似性，并据此改进了原有的模极大值搜索算法。该改进的模极大值搜索算法的基本思想是比较相邻道信号的奇异点位置及大小，保留相关的奇异点，去除孤立的奇异点。本文用GSSI公司SIR．10探地雷达实测的多道探地雷达回波信号进行了实验，证明改进后的算法较原算法能够进一步排除噪声产生的奇异点干扰，更加准确的判断目标回波奇异点位置。奇异点位置的确定对准确的描述地下目标体的空间位置、结构、电性及几何形态，从而达到对地下隐蔽目标物的探测的目的起到重要作用。关键词，多孔盘

3、垂，样条不渡，Lipschit；'。指数，奇鼻性AbstractnlesingularitiesofGPR(GroundPenetratingRadar)echowavesignalscallshowthecharactersofohjectsorthelayerstructuresunderthegroundSHfficiently．Butinrealitywegetthesignalswithnoiseandthismakesitdi伍culttodeterminethesingularities．ThemajorWOrkofthisPaDeristodepresstheinfluenc

4、eofthenoiseandtheotherdisturbances．ThenwecarldetectthesingularitiesofGPRechowavesignalsexactly．T11iSPaDerintroducesMallm’Ssingularitydetectionmethodbasedonwaveletmaxima．WeselectthesuitablewaveletbyanalyzingtheGPR’Sechowavesignalsindetail．Atthesa／netimesingularitydetectionofthesignalwhichisdelayedan

5、dsmoothedisresearched．BasedonthewaveletmodulemaximatheoryofMallat，wecomparethedifierencesbetweensignalandnoiseandrealizethewaveletmodulemaximaalgorithmbasedonmulti—scaledecomposition．ThenweanalyzetherelationshipoftheGPRechowaveneighboringscansignalsandfindthattheneighboringSCansignalsaresimilar．Bas

6、edonthisweimprovethewaveletmodulemaximaalgorithm．nlemalnideaofthisimprovedalgorithmistOremainthecorrelativesingularitiesandremovethoseisolatedsingularities．InthisPaDer．weusedthesignalsmeasuredbyGSSIcompanySIR一10GPRtOconductexperimentsandValidate血atthisimprovedalgorithmCanrestrainthenoise’Sdisturban

7、cemoreefficientlyandwegettheexactpositionsofthesingularities．Itisimportantforshowingtheposition，stmcture，electricalcharacterization，geometryshapeofobjectunderthegroundexactlytOdeterminethepositionofsingular