地质雷达的原理课件.ppt

地质雷达的原理,地质雷达的原理-电磁波反射法,地质雷达主机与天线地质雷达工作原理地质雷达系统探测系统地质雷达系统的采样机制地质雷达成图原理电磁波的传播机制,SIR-20(CF-29/MF-20),最轻便的SIR-3000便携式透地雷达,天线,天线是一种电磁波转换装置天线包括接收天线和发射天线发射天线是把电信号转换为电磁波，向外界辐射接收天线是把外界的电磁波接收到并转换为电信号,SIR 地面耦合天线,ground coupled,地质雷达天线偶极子天线;蝶型天线;喇叭天线.,蝶型天线,发射天线 接收天线,地质雷达的原理,地质雷达主机与天线地质雷达工作原理地质雷达系统探测系统地质雷达系统的采样机制地质雷达成图原理,地质雷达系统探测系统,GPR探测系统原理,电磁波，单体天线反射法,电磁波反射系数,介电常数表,水：介电常数81 速度30,地质雷达信号,地质模型 数学模型 脉冲 ricker子波,地质雷达测线,地层1,地层2,Grey scale and colour radargrams,0,20 m,信号位置,地层界面图示,多层介质分界面图示,测量电磁波速度-时间转换深度,地层底界面深度计算,h:地层底界面深度(m)t:电磁波传播双程时间(ns)c:电磁波在空气中的传播速度(0.3 m/ns)v:电磁波在材料中的传播速度(m/ns):材料的介电常数r：材料的相对介电常数,介电常数表,水：介电常数81 速度30,介电常数-传播速度,v=0.1=1/10(m/ns)h=v*t/2=1/10*t/2h=t/20,介电常数-传播速度,v=10cm/nsv=0.1m/ns=1/10(m/ns)h=v*t/2=1/10*t/2h=t/20(m),估算速度：v=0.1=1/10(m/ns)h=v*t/2 t=h*2/v估算时间：t=h*2/0.1=h*20记录长度 range:T=t*1.2,双曲线形成过程模拟,雷达波的传播,几何扩散；散射；能量转换；反射；,雷达波传播聚焦,球面扩散,探测深度与方法选择,地质雷达探测的有效深度,地质雷达探测目标体能力的相关因素：目标体的性质 能量在传播过程中的损失 发射功率天线的中心频率,地质雷达方法探测深度,地质雷达天线和应用,不同频率天线探测地层分界面,垂直分辨率,垂直分辨率：能够分辨的两个物体在垂直方向上的最小间隔。频率越高，脉冲时间越短，分辨率越高；探测深度越浅。最小间隔：1/4波长,波长可以利用天线的中心频率f、电磁波在介质中的传播速度Vm计算出来,模糊区,电磁波能量传播图,水平分辨率,Fs=2(Z+/4)2-Z21/2=2(2/2+2/16)1/2(2Z)1/2V(tt)1/2,雷达波信号采样方法,