• 全国中文核心期刊
  • 中国科技核心期刊
  • 中国科学引文数据库收录期刊
  • 世界期刊影响力指数(WJCI)报告来源期刊
  • Scopus, CA, DOAJ, EBSCO, JST等数据库收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

探地雷达散射矩阵在估算地下管线方位角的应用

陈筠 池昌峰 徐东升 梁风

陈筠, 池昌峰, 徐东升, 梁风. 探地雷达散射矩阵在估算地下管线方位角的应用[J]. 中国岩溶, 2020, 39(1): 101-109. doi: 10.11932/karst20200105
引用本文: 陈筠, 池昌峰, 徐东升, 梁风. 探地雷达散射矩阵在估算地下管线方位角的应用[J]. 中国岩溶, 2020, 39(1): 101-109. doi: 10.11932/karst20200105
CHEN Jun, CHI Changfeng, XU Dongsheng, LIANG Feng. Application of GPR scattering matrix to estimating azimuths of underground pipelines[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2020, 39(1): 101-109. doi: 10.11932/karst20200105
Citation: CHEN Jun, CHI Changfeng, XU Dongsheng, LIANG Feng. Application of GPR scattering matrix to estimating azimuths of underground pipelines[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2020, 39(1): 101-109. doi: 10.11932/karst20200105

探地雷达散射矩阵在估算地下管线方位角的应用

doi: 10.11932/karst20200105
基金项目: 贵州省国土资源厅重大专项(992011010003)

Application of GPR scattering matrix to estimating azimuths of underground pipelines

  • 摘要: 文章分析了探地雷达与电磁场的入射和散射相关的散射矩阵S的性质,散射矩阵中的四个元素提供了入射波场不同极化方向对应的信息,基于此,利用散射矩阵S的Alford旋转,估算细长目标体的方位角。由于低振幅和噪声等缘故,实际上角度的估算是一个不稳定的过程,因此,选择使用范数作为筛选最佳振幅的工具,使角度的估算更加准确和稳定。利用埋在均匀半空间内的金属管的三维模型所得到的模拟数据,对该方法进行了测试,在选择合适的振幅时,确定Frobenius范数‖S‖F≥0.1·‖S‖F(max)的标准,结果表明,估算地下管线方位角的方法是有效的。

     

  • [1] Davis J L, Annan, A P. Ground-penetrating radar for high-resolution mapping of soil and rock stratigraphy[J]. Geophysical prospecting, 1989, 37(5): 531-551.
    [2] Van Gestel J P, Stoffa P L. Application of Alford rotation to ground-penetrating radar data[J]. Geophysics, 2001, 66(6): 1781-1792.
    [3] Radzevicius S J, Daniels J J. Ground penetrating radar polarization and scattering from cylinders[J]. Journal of Applied Geophysics, 2000, 45(2): 111-125.
    [4] 徐建东,陈超纲.探地雷达收发天线极化方向变化对其电磁波响应的影响[J]. 公路工程, 2007(6): 137-140.
    [5] 李丽丽,冯晅,鹿琪,等.极化步频探地雷达系统初步研究[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2008, 38(S1): 150-152.
    [6] Tsoflias G P, Perll C, Baker M, et al. Cross-polarized GPR imaging of fracture flow channeling[J]. Journal of Earth Science, 2015, 26(6): 776-784.
    [7] 梁文婧,冯晅,刘财,等. 多输入多输出极化步进频率探地雷达硬件系统开发[J]. 吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(02): 483-490.
    [8] Sassen D S, Everett M E. 3D polarimetric GPR coherency attributes and full-waveform inversion of transmission data for characterizing fractured rock[J]. Geophysics, 2009, 74(3): J23-J34.
    [9] Daniels J J, Wielopolski L, Radzevicius S, et al. 3D GPR polarization analysis for imaging complex objects[C]//Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems 2003. Society of Exploration Geophysicists, 2003: 585-597.
    [10] 冯晅, 邹立龙, 刘财, 等. 全极化探地雷达正演模拟[J]. 地球物理学报, 2011, 54(2): 349-357.
    [11] Villela A, Romo J M. Invariant properties and rotation transformations of the GPR scattering matrix[J]. Journal of Applied Geophysics, 2013, 90: 71-81.
    [12] Chen C C, Higgins M B, O'Neill K, et al. Ultrawide-bandwidth fully-polarimetric ground penetrating radar classification of subsurface unexploded ordnance[J]. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 2001, 39(6): 1221-1230.
    [13] Sun K, O'Neill K, Chen C C, et al. Highly contaminated UXO sites: combination of GPR and EMI for discrimination of clustered scatterers[C]//Symposium on the Application of Geophysics to Engineering and Environmental Problems 2005. Society of Exploration Geophysicists, 2005: 1156-1165.
    [14] Yu Y, Chen C C, Feng X, et al. Modified Entropy-Based Fully Polarimetric Target Classification Method for Ground Penetrating Radars (GPR)[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing, 2017, 10(10): 4304-4312.
    [15] 冯晅, 梁帅帅, 恩和得力海, 等. 全极化探地雷达地下管道分类识别技术[J].吉林大学学报(地球科学版), 2018, 48(2): 364-372.
    [16] 方建立, 应松, 贾进. 地质雷达在公路隧道超前地质预报中的应用[J]. 中国岩溶, 2005,24(2): 160-163.
    [17] 李瑜, 朱平, 雷明堂, 等. 岩溶地面塌陷监测技术与方法[J].中国岩溶, 2005,24(2): 103-108.
    [18] 张辉旭, 王小烈, 王红才, 等.北京千灵山生态修复边坡稳定性研究[J]. 中国岩溶, 2013, 32(4): 404-410.
    [19] 李俊杰, 朱红雷, 赵国军, 等. 地质雷达电磁干扰分析及在隧洞岩溶探测中的应用[J]. 中国岩溶, 2018, 37(2): 286-293.
    [20] 贾龙, 蒙彦, 潘宗源,等. 钻孔雷达反射成像在岩溶发育场地探测中的应用[J]. 中国岩溶, 2019, 38(1): 124-129.
    [21] Alford R M. Shear data in the presence of azimuthal anisotropy: Dilley, Texas[M]//SEG Technical Program Expanded Abstracts 1986. Society of Exploration Geophysicists, 1986: 476-479.
    [22] Thomsen L. Reflection seismology over azimuthally anisotropic media[J]. Geophysics, 1988, 53(3): 304-313.
    [23] Warren C, Giannopoulos A, Giannakis I. gprMax: Open source software to simulate electromagnetic wave propagation for Ground Penetrating Radar[J]. Computer Physics Communications, 2016, 209: 163-170.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  1864
  • HTML浏览量:  606
  • PDF下载量:  426
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 发布日期:  2020-02-25

目录

    /

    返回文章
    返回