探地雷达工作流程

探地雷达原理及应用

中国科学院电子学研究所 十室

2006.6.7

探地雷达探测原理

• 探地雷达（GPR）是利用超高频短脉冲电磁波探测地下介质分布的一种高精度的物理探测方法。发射天线将高频电磁波以宽频带短脉冲的形式发射到地下，电磁波在地下介质中传播时，会因介质电性的不同发生不同程度的衰减，遇到不同介电性质的分界面时会发生反射，反射信号为接收天线接收，经数字信号处理即可得到反映地下介质的电性分布的雷达图像。对于多层介质（如地层），在层位上界面形成反射的同时，也向下透射电磁波，下一界面形成反射返回到地表被接收，以此类推形成多层反射记录。

探地雷达探测原理（续）

发射器 接收器

探地雷达工作流程

• 野外数据采集：它的关键是选择合理的抗干扰参数，根据需要探测的深度选择合适的天线和记录长度（时窗），根据不同地层确定合适的频率范围和振幅显示幅度。

• 数据处理：对雷达数据来说，其处理手段主要是通过数字信号处理技术来消除干扰。

• 时间剖面的解释工作：它是把间接的物理探测数据反演成地质成果的关键。因此要求解释人员不仅要了解雷达探测技术的特点，更要求解释人员有较丰富的地质知识，能准确把雷达数据，尤其是振幅、频率异常翻译为地质语言。

应用前景

• 探地雷达可广泛应用于地质、考古、油田、煤炭、城建、交通、邮电、机场、国防、公安等部门

• 我国煤矿及金属矿山很多，煤矿及金属矿山地质构造相当复杂，探地雷达已开始用于矿山井下，在矿井可用在掘进头前方超前探测及预测、巷道顶底板及两邦探测，主要用来探测断层、陷落柱、溶洞，裂隙带、采空区、含水带、煤厚、顶底板、瓦斯突出危险带、金属富矿带等。