基于时间域电磁系统的近地表小目标识别.pdf

《基于时间域电磁系统的近地表小目标识别.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第３８卷第５期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ５２０１７年５月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＭａｙ．２０１７基于时间域电磁系统的近地表小目标识别１，２１１，２１，２１，２李雅德，张晓娟，渠晓东，谢吴鹏，穆雅鑫（１．中国科学院电磁辐射与探测技术重点实验室北京１００１９０；２．中国科学院大学北京１０００４９）摘要：时间域电磁系统被广泛地用于管线探测、考古和未爆物排查等近地表小目标探测领域，但异常目标的特性反演是一个难点，造成探测的虚警率和排查成本大大提升。提出一种三维正交磁偶极子等效模型和一种目标参数综合方法，通过反演等效磁

2、偶极子的时间衰减特性并由此综合出目标的大小、材料和形状等参数。基于所研制出的便携式时间域电磁系统来验证方法的有效性，实验表明，基于磁偶极子时间衰减特性综合出的目标特征均可以有效地对目标进行识别，为近地表小目标特性识别的应用奠定了基础。关键词：时间域电磁法；近地表小目标识别；磁偶极子；时间衰减特性中图分类号：ＴＨ７６３文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：４６０．４０Ｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｎｇｓｕｂｓｕｒｆａｃｅａｎｏｍａｌｙｗｉｔｈｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｉｎｄｕｃｔｉｏｎ１，２１１，２１，２１，２ＬｉＹａｄｅ，ＺｈａｎｇＸｉａｏｊｕ

3、ａｎ，ＱｕＸｉａｏｄｏｎｇ，ＸｉｅＷｕｐｅｎｇ，ＭｕＹａｘｉｎ（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃＲａｄｉａｔｉｏｎａｎｄＳｅｎｓｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００１９０，Ｃｈｉｎａ；２．ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ（ＴＤＥＭ）ｍｅｔｈｏｄｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｄｅｔｅｃｔｉｎｇｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｏｂｊｅｃｔ

4、ｓｓｕｃｈａｓｐｉｐｅｌｉｎｅｓ，ｕｎｅｘｐｌｏｄｅｄｏｒｄｎａｎｃｅ（ＵＸＯ）ａｎｄａｒｃｈａｅｏｌｏｇｉｃａｌｓｔｕｄｉｅｓ．Ｂｕｔｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｉｎｖｅｒｓｉｏｎｏｆａｎｏｍａｌｙｉｓｓｔｉｌｌａｃｈａｌｌｅｎｇｉｎｇｐｒｏｂｌｅｍｗｈｉｃｈｃａｕｓｅｓｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｆａｌｓｅａｌａｒｍｒａｔｅａｎｄｃｏｓｔｏｆｌａｂｏｒ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｐｒｏｐｏｓｅｓａｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｄｉｐｏｌｅｍｏｄｅｌａｎｄａｔａｒｇｅｔｐａｒａｍｅｔｅｒｓｙｎｔｈｅｓ

5、ｉｓｍｅｔｈｏｄ．Ｗｉｔｈｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌａｎｄｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｔａｒｇｅｔｓｉｚｅ，ｍａｔｅｒｉａｌａｎｄｓｈａｐｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｃａｎｂｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙｔｈｅｔｉｍｅａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｄｉｐｏｌｅ．ＴｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌａｎｄｍｅｔｈｏｄｉｓｔｅｓｔｅｄｂｙｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄＴＤＥＭｓｙｓｔｅｍ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｅｌｃａｎｒｅｐｒｏｄｕｃｅｔｈｅｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｓ

6、ｕｂｓｕｒｆａｃｅｏｂｊｅｃｔｓ，ａｎｄｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｄｉｐｏｌｅｓｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｏｆｔｈｅｏｂｊｅｃｔ．Ｔｈｅｓｅｆｅａｔｕｒｅｓｃａｎｌａｙｓｏｌｉｄｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｉｄｅｎｔｉｆｙｉｎｇｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｏｂｊｅｃｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｍｅｔｈｏｄ；ｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｉｏｎ；ｍａｇｎｅｔｉｃｄｉｐｏｌｅ；ｔｉｍｅｄｅｃａｙ［６］［７］［８］被广泛用于管线探测、考古和未爆物排查等埋深１引言约

7、０～３ｍ的小目标探测领域。国外的近地表时间域电磁［９１０］探测系统比较发达，加拿大Ｇｅｏｎｉｃｓ公司的ＥＭ６１／６３单［１１］时间域电磁法是一种人工源电磁探测方法。它向地站系统、美国Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃｓ公司的Ｍｅｔａｌｍａｐｐｅｒ多发多收下发送一次脉冲磁场，在一次激励场关断之后，地下目标系统、ＣＲＲＥＬ（ｃｏｌｄｒｅｇｉｏｎｓｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［１２］激励起的感应涡流将产生随时间变化的二次感应电磁ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）开发的ＭＰＶ（ｍａｎｐｏｒｔａｂｌｅｖｅｃｔｏｒｓｅｎｓｏｒ）手［１］场，此二次场包含目标的信息。相对于磁法勘探获取

8、持系统等已被广泛地应用于未爆物排查和管