探地雷达对两层介质中目标的快速后向投影成像方法.pdf

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1、第34卷第5期电子与信息学报Vol_34NO．52012年5月JournalofElectronics＆InformationTechnologyMay2012探地雷达对两层介质中目标的快速后向投影成像方法雷文太曾胜②赵健柳建新⑨(中南大学信息科学与工程学院长沙410083)f长沙理工大学交通科学研究院长沙410076)(中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083)摘要：运用探地雷达对分层介质巾的标进行探测时，时域后向投影算法是一种常用的成像方法。但大运算量和低成像分辨力一直是该算法难以实用化的瓶颈问题。该文提出一种实用的高分辨快速后向投影成像方法。首先提出了基于1维搜

2、索或求解一兀四次方干旱的传播时延快速计算方法。其次，设计了一种对时延曲线散射回波进行处理的加权因了以提高成像质量。运用所提的成像算法对仿真数据进行了处理，获得了高分辨的成像结果，验证了该算法的有效性和快速运算能力。关键词：探地雷；雷达成像；延迟祟JJ【】；高分辨中图分类号：TN957．52文献标识码：A文章编号：1009—5896(2012)05—1045—06DOI：10．3724／SP．J．1146．2011．01120GroundPenetratingRadarFastBackProjectionImagingTechniqueofTargetsLocatedinTw

3、oLayeredMediumLeiWen—taiZengSheng㈢ZhaoJianLiuJian—xin(SchoolofInformationScienceandEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410083，China)(InstituteofTrafficScience，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410076，China)一(SchoolofGeosciencesandInfo-Physics，CentralSouthUniversity，Ch

4、angsha410083，China)Abstract：InGrouintPenetratingRadar(GPR)applicationssuchasdetectionoftargetslocatedinlayeredmediumthetime-domainBackProjection(BP)imagingalgorithmisacommonlyusedimagingtechnique．However，theheavycomputationburdenandlow—qualityimagingresultslimitthepracticalapplicationofthi

5、salgorithm．ThispaperpresentsanewFastBackProjection(FBP)high—resolutionimagingmethod．Firstly．anewfasttime—delaycalculationmethodbasedonone—dimensionalsearchoperationoraquadraticequationsolvingoperationispresented．Secondly．anewmethodtoimprovethequalityofimagingresultsbyusingweightedfactorisp

6、resentedandatypicalweightedfactorisdesigned．Throughprocessingsimulationdata，theFBPimagingresultsshowthatthealgorithmeaubeappliedefectivelytothetargetimagingembeddedintwolayeredmedium．Keywords：GroundPenetratingRadar(GPR)；Radarimaging；Delayandsum；Highresolution1引言米量级不等【1_2】。通过采用孔径扫描和聚焦成像技术，探

7、地雷达作为一种快速无损的探测手段，探地雷达可以获取地下探测区域的2／3维图像，这为掌握地(GroundPenetratingRadar，GPR)技术已成为地球下区域的目标分布和各目标的尺寸、取向信息提供物理界广泛采用的一项探测技术。该方法利用无线了直观的成像结果。成像技术已成为探地雷达应用电波来探测非金属遮蔽的表层下任何低损耗的异常领域最为有效和实用的技术手段之-[a,41。时域后向体。目前的应用范围涉及道路无损探测、建筑质量投影成像方法可以精确计算电磁波在分层介质中的评估、考古探测、冰川探测、地雷探测、掩体探测传