地质雷达操作手册.docx
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地质雷达操作手册
地质雷达操作手册
第一篇SIR-3000操作探讨
1.GSSI简介
便携式透地雷达美国GSSI是目前世界上最好的生产地质雷达的厂家,它的产品遍布全球,目前超过1800套,占全球销量80%以上,在中国200余套,占中国市场份额的75%以上。
创始于1969年的美国地球物理探测公司(GSSI公司),是世界上第一家专业研制探地雷达的公司,其前身为美国宇航局。
随着60年代末期美国宇航局专门为阿波罗计划所研制的专用仪器,成功地探测到月球表面尘埃之后,世界上第一台进入民用的商用探地雷达得以在美国推出,它就是美国GSSI公司生产的SIR系列探地雷达的前身。
它用电磁波为地质勘察服务,为勘察方法起到了革命性的推动作用。
注:
如果你没有使用测量轮的话,用户标记对记录所通过的距离是有帮助的。
对记录诸如圆柱,树,凹坑等障碍物的位置来说,用户标记也是有帮助的。
3.启动和屏幕显示
第一个是TerraSIRch。
用TerraSIRch模式可以对所有数据采集参数进行完全控制。
QuickStart引导是对每个其他模式都有用的。
按TerraSIRch按钮。
过一会儿,你将看到屏幕被分成了三个窗口,并且有一个条运行穿过屏幕底部,该条带有上面六个功能键的命令。
按Mark按钮将改变你要求的单位,从英制的到米制的。
在进入六个数据采集模式之一后,你可以通过点击Power(电源)按钮两次来返回该屏幕,或去掉电源再把它插入进行启动来返回该屏幕。
4.基于时间数据采集的设置
时基数据剖面的扫描间距(水平分辨率)是系统采集数据的速度和天线移过测量界面的速率的函数。
你设置的速率(每秒扫描数)越高,并且你移动天线越慢,则数据将越稠密。
时基数据没有实际距离的标记,因此软件不知道你实际要测量旅行多远。
特别重要的是以常数速度移动天线,并以一致的间隔增加用户标记(点击标记按钮)。
时基数据需要在RADAN中做附加处理,以创建三维图象。
如果三维图象是你的目标,你应该用测量轮采集基于距离的数据。
第一步:
在系统启动后,按TerraSIRch功能键。
几秒钟后,你将看到一个分区的屏幕,右边是波形曲线,左边是参数选择树,中央是主要数据显示窗。
如果你有一个已连接的天线,一个兰色的“等待”条将两次滚过屏幕下部的左拐角(正在初始化天线),数据将显示在中央的窗口内。
第二步:
在采集树里检查参数以保证对你正在使用的天线来说,已合理地配置了系统。
AntennaFrequency(天线频率):
在雷达次级菜单下,通过选中合适的中心频率和按右键来选择天线。
系统将再初始化。
LoadSetup(装入设置):
在系统菜单下,打开设置和恢复你正在使用天线的工厂设置,或恢复你以前工作时保存的设置。
CheckRange(检查测程):
借助采集设置模式下的系统和滚过屏幕的数据,在某地区上方拖动天线,从而找到你想要成像的目标。
注意它在屏幕上的位置和出现的时间/深度。
理想情况下,它应该在在屏幕中间,以便你能在其上或下对目标成像。
如果它的位置不合适,就在扫描菜单下改变其测程。
CheckRate(检查速率):
该数是每秒钟的扫描数。
现在你的数据密度取决于在测量界面上你移动天线的速率。
CheckGAIN(核对增益):
在示波仪窗中叠加在扫描上的细、红线是增益曲线。
扫描的中心线是零,其左边是负的(去掉增益)右边是正的(增加增益)。
确保扫描是可见的(可以看见曲线)。
如果不是,在增益菜单下选择Auto(自动)。
这将引起系统再初始化,并增加/减去增益以产生一个可见的信号。
在该地区的上方拖动天线,然后寻找限幅的证据。
如果你的数据被限幅了,把天线留在出现该现象的区域上,并通过改变自动到手动,然后再回到自动来重新初始化。
这降低了增益以便数据不被限幅。
第三步:
在Run/Setup下按该功能键开始采集一个数据剖面。
当系统准备接收数据时,就将发射振铃声。
在剖面的末端,按并保持压住Run/Setup键会停止采集数据。
剖面将保存,并可以在回放模式下查看。
检测结果展示
第二篇地质雷达超前预报资料处理步骤
美国地球物理测量系统公司
2011年7月
GSSI地质雷达超前预报RADAN资料处理步骤
1.打开软件RADAN,选择文件夹.视图→自定义→文件目录.
选择文件夹
设置工具栏与状态栏[坐标]
2.打开文件。
文件→打开(*.dzt)。
文件显示,换颜色。
超前预报的雷达测点数、扫描数通常比较少。
根据这个特点,超前预报的地质雷达图像显示方式,采用线扫描剖面,或者波形加变面积图。
或者两者结合的方式。
线扫描模式
波形显示
对于点测数据剖面,扫描数较少,建议采用波形加变面积方式显示地质雷达超前预报剖面。
软件启动后,打开雷达剖面默认为线扫描模式显示方式。
单击显示器按钮图标,打开对话框设置显示参数,并且修改波形加变面积显示参数,如下图
双击WIGGLE波形加变面积图,弹出对话框:
比例:
波形显示时所占的像素数。
间隔:
波形中心线之间的像素数。
叠加:
几个扫描信息叠加后,显示为1个波形。
抽点:
跳过几个点后,显示一个波形。
用于剖面较长的情况。
填充标准:
正-表示填充正波,负-表示填充负波。
通常默认为正波。
填充大小:
一般建议设置0.表示波形一起跳就填充。
预览:
表示波形显示效果。
注释:
比例参数一般为间隔的2倍。
波形加变面积参数设置完毕,返回显示参数设置对话框,选择保存按钮以保存所有显示参数,包括波形加变面积参数在内,从而下次可以直接调用显示参数文件(*.pam)方便显示地质雷达剖面;具体操作方法是:
RADAN软件启动后,选择显示器图标->打开显示参数设置,选择调用按钮->打开pam参数文件。
选择保存按钮,保存参数文件为100兆天线地质预报显示参数.pam。
而资料处理完毕最后结果显示参数可以保存为100兆天线地质预报出图显示参数.pam。
3.扫描信息预编辑:
利用图标
编辑→选择,选择一段扫描剖面
,切除多余扫描信息
删除,或者保存特定扫描剖面
保存。
在隧道掌子面上做地质预报,表面不平整,天线难以靠近或者贴紧掌子面,另外干扰比较大,对于明显的干扰采用直接剪切法。
切除上图中第164,、165个扫描。
4.文件测量方向掉转。
打开文件,文件→另存为->方向反转,打勾。
5.添加掌子面宽度信息。
对于一定宽度的掌子面,一般建议10厘米测一个点;而实际施工中会略有差别,可以通过调整参数使得雷达剖面与掌子面宽度一致。
6.确定地面反射波信号位置
编辑→文件头→信号位置(纳秒),如-2.5。
建议:
数据采集时,主机中所用的参数保持固定:
比如position/offset信号位置和延时。
7.设置和修改介电常数,计算深度信息
编辑→文件头→介电常数。
介电常数
深度剖面
8.信号振幅自动增益调整
处理→增益调整→自动增益,增益点数为5。
指数增益参数设置:
手动设置增益点数,调整增益值大小。
对于超前预报,通常采用现场调整增益的方法,使得剖面、波形清晰;若波形振幅较小,则在剖面上点鼠标右键,选择显示增益,对整个剖面的振幅进行放大,而仅仅是显示而已。
9.一维频率滤波,消除低频电磁干扰。
处理→IIR滤波。
一维频率滤波包括3个部分:
频谱分析、判断主频信号与识别低频干扰、频率滤波。
在地质雷达资料处理中,通常选择高通滤波来消除低频信号。
频谱图与地质雷达原始记录曲线
频谱分析图
左图为原始记录信号,右上图为地质雷达单个测点波形,50。
从频谱图中,可以看出地质雷达电磁波对应的主频为75MHz,频带宽度为[50-110]MHz;频域中低于50MHz的信号为低频干扰。
频谱图------波形图------线扫描图[低频信号低于50MHz]
垂直滤波(MHz)高通50
原始数据与高通滤波数据
[不明显的]界面分析图
左图中红色箭头部分为第43个扫描点对应地下界面,右上图红色部分是对应的波形图,
在地下地层分界面上物理性质差异巨变[介电常数差异非常大],从而使得反射回来的波形明显变化;据此判断界面信息。
振幅图分析
振幅图中红色圈内为一组完整独立波形,2个正波形中间有1个负波形;振幅大小分别为8188,-14326,8988。
波形明显为负波。
[明显的]界面分析蓝色部分为地质分界面
负波填充