SIR4000中文说明书.docx
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SIR4000中文说明书
SIR-4000中文说明书
第一章简介
1.1打开系统包装箱
感谢您购买GSSISIR@4000先生（以下简称SIR4000）。
货运箱中的装箱单包含您的订购的所有设备。
你应该根据装箱单检查你收到你的设备。
如果你发现一个项目或者是失踪了或者损坏,请立即通过电话或传真联系你的销售代表。
SIR4000系统包含：
1、数字控制单元SIR4000主机1台
2、运输箱1个
3、电池2块
4、充电器1个
5、遮阳板1个
6、操作指导书1本
7、操作指导书CD1张
8、GSSI优盘1个
天线、电缆和数据后处理软件需要另外购买。
1.2简述
SIR4000是一个轻便、便携式、地面透视雷达系统。
该系统兼容GSSI单一数字天线,单一的模拟天线,或双频率天线，有着广泛的应用领域。
系统将不支持操作数字和模拟天线同时使用。
SIR4000的各种组件描述如下。
控制单元的主要特征是键盘,控制旋钮,和10.4英寸LED显示屏1024×768像素的分辨率,连接器面板（HDMI视频,USB2.0,以太网,串行端口I/O,数字和模拟天线连接器、电力、GPIO连接器,usb）,电池插槽,和指示灯。
您可以查看实时数据或在回放模式。
尽管有遮阳板，但它在明亮的阳光下频幕也是清晰可见。
但是，长时间暴露于阳光直射会导致屏幕过热并可能影响屏幕可见性。
有两个自锁板的单元包含电池槽,usb端口和以太网端口。
打开面板,旋转锁销,直到它松了。
关闭面板按坚定,把锁销,旋转销,直到它收紧。
请参阅下面的图进行进一步的细节。
控制单元左侧是电池槽，可安置10.8V可充电锂离子电池。
经过调查一个完全充电电池壳工作大约两个半小时（2.5h）。
2块电池是可通过电池充电器充电或通过控制单元和标准交流源AC适配器连接给单块电池充电。
电池充电的时间大约一个半到两个小时（1.5-2）。
在使用过程中一定要保持左侧和右侧面板覆盖单元关闭,以确保任何灰尘或污垢进入单位的内部。
兼容性
SIR4000不能与以下GSSI设备兼容：
1、结构检测中：
不能支持平板和电子阅读器
2、不支持Y增益
3、软件：
SIR4000的数据只能被radan7数据打开和处理，不支持radan5和6版本。
4、电缆：
橙色短电缆不适用SIR4000，只能使用蓝色和黑色电缆。
硬件-顶部
SIR400顶部有七个连接端口。
面对顶面，从左到右依次是：
（1）13针数字天线连接端口；
（2）19针模拟天线连接端口；（3）外接电源端口；（4）GPIO拓展端口；（5）HDMI视频；（6）串口；（7）USB2.0
数字天线连接端口
位于系统背板的13针接口是用于连接数字化天线连接电缆，在端口上有5个凹陷的卡槽，在连接电缆的时候确保五个卡槽依次对准。
对准卡槽后旋动电缆旋钮至至接触良好。
接触良好即可，不要过度旋紧导致损坏接口。
电缆连接器头应该是螺纹足以覆盖红色线即可。
连接和拆卸电缆之前必须关闭系统。
连接和拆卸天线时务必保证知己系统处于关机状态或拔出电池。
模拟天线接口
在主机背板较大的19针端口适用于连接GSSI模拟天线。
在端口上有5个凹陷的卡槽，在连接电缆的时候确保五个卡槽依次对准。
对准卡槽后旋动电缆旋钮至至接触良好。
接触良好即可，不要过度旋紧导致损坏接口。
电缆连接器头应该是螺纹足以覆盖红色线即可。
连接和拆卸电缆之前必须关闭系统。
连接和拆卸天线时务必保证知己系统处于关机状态或拔出电池。
外部电源接口
外部交流电源要求是110-240V，47-63Hz。
GPIO拓展端口
这是一个通用的输入\输出接口。
一些未来的拓展功能比如GPS等将拓展在此端口上。
串口（RS232）
这是一个标准的串口，可以连接GPS等，请看第五章SIR4000和GPS连接的介绍。
USB2.0接口
这个接口是用于连接USB外设，比如鼠标、键盘、储存设备。
SIR4000的内部存储硬盘位32G，请看第四章数据传输和文件管理。
硬件-右侧
迷你USB
迷你USB可以与外部USB存储器连接导数据。
网口
这个端口用于以后新功能开发。
硬件-左侧
电池槽
电池槽的特点是有一个活动的卡片,即锁,以确保电池时卡住电池。
槽内有一个弹簧，掰开卡片电池会自动弹出。
功能键
SIR4000的控制是由一组内置功能键和一个控制旋钮旋钮组成。
控制面板上有16个功能键，2个指示灯和一个控制旋钮控制旋钮。
除了电源键外，所以的功能键都可以由键盘来实现。
电源键
电源键控制SIR4000的开关机。
装入电池或者接好交流电源，然后开机。
长按电源键4秒直到频幕熄灭。
如果出现错误，可能需要10秒时间。
电源指示灯
当开启主机时，电源指示灯呈现红色闪烁状态，待主机正常开启，电源指示灯呈现红色常亮。
控制旋钮
控制旋钮可用于菜单间的循环切换，快速更改参数值和选择确定。
旋钮的上下旋转，可以实现菜单间的切换和参数值的更改。
按控制旋钮可以实现功能的开关和选中需要更改的菜单，更改完参数值后再次按下控制旋钮可以锁定更改值。
方向键
这组方向键位于控制旋钮下方，确定键位于中央。
这组功能键可以实现菜单间的切换和选择确定。
菜单间的切换使用上下键
中央的确定键可实现功能的开关和开启第二级菜单
更改设置可以使用上下左右键来实现
更改设置后再次按下中央确定键来锁定更改选项
返回键
返回键可实现多级菜单返回主菜单目录
开始键
开始采集键
短按，开始采集
长按，停止当下数据文件采集，并立即开启下一个数据文件采集，或者提示数据文件是否保存。
在数据采集中是禁止使用短按的。
停止键
停止数据采集
短按，停止数据采集
长按，停止数据采集并返回参数设置界面
标记键
这个按钮位于停止键下方。
采集过程中按下此键将记录用户标记。
用户标记用于在时间模式下已知的等间距距离间均匀分配扫描，即距离归一化。
如果不在距离模式下，用户标记可以方便的帮您确定水平距离和一些比如树木、管道等在测线上的位置。
用户标记在主机显示红色的长标记。
标记可以利用主机上的标记键和天线配套打标器上的按钮来实现。
软件控制键
六个软件控制键位于显示频幕的下方，他们的功能依赖于系统当前的模式状态。
对于每个键的功能请看第二章关于开机和专家模式的设置。
1.3注意事项
1、显示屏
请勿用酒精擦拭频幕，否则可能损坏屏幕。
GSSI厂家建议用常温水或者清洁剂（或其他的氨化合物清洁剂）清洗。
SIR4000的频幕不是SIR3000那种带反强关涂层的屏幕，而是一种化学玻璃材料。
2、请勿带电组装或拆卸天线
GSSI厂家建议在主机关机状态下连接天线，否则可能损坏主机。
3、环境抵抗能力
主机所有接口盖好的情况下，防尘等级是IP65.如果主机受潮或进水，请立即关闭主机，打开主机所有接口盖，并将其放置在温暖干燥通风的环境12小时以上。
GSSI厂家是不允许用户私自拆卸主机的。
4、USB接口
切忌同时插入两个USB设备，其中包括SUB2.0和迷你USB接口。
你可以插入一个USB设备，比如键盘或者鼠标。
SIR4000和SIR3000不一样，是不能通过USB和电脑连接的，USB节后没有任何附加功能。
第二章开机和专家模式设置
在第二章中，将会介绍所有的硬件连接和专家模式下不同菜单和功能键。
专家模式能够实现所有采集参数设置，是最通用的数据采集模式，适用于雷达的所用应用。
2D的数据还可通过GSSI公司提供的RADAN软件进行后期处理。
SIR-4000硬件的连接非常的简单.这里以400MHz天线和测量轮的连接为例，步骤如下.
1手柄连接将测量手柄安装在天线上方的两个垂直金属板中间，用两个金属栓来调整手柄角度。
将手柄上标记电缆连接到天线上MARK接口。
2测量轮连接将测量轮连接到天线的后面，并把控制电缆连接到天线上SURVEY接口。
确保三角板面朝下（进口轮）。
3模拟天线端口
将电缆‘母口’接到天线上，电缆另一端19针‘公口’接到主机的模拟端口，在把两个保护盖拧在一起。
4数字天线端口
将电缆‘母口’接到天线上，电缆另一端13针‘公口’接到主机的模拟端口，在把两个保护盖拧在一起。
5连接电源安装电池或者接直流电源按下电源开关按钮，开启系统。
6安装到推车上如果想将SIR-4000安装到现有的手推车上需要专用支架。
2、2主界面
开机后，系统将直接进入主界面。
主界面中提供一下选项和模式的选择。
主界面中也会显示工具栏和状态栏。
模式
模式中提供了一些基于不同应用的模式选择，其中包括了2D/3D数据的采集。
待开发的模式目前是灰色。
专家模式
在专家模式下，可以实现所有的2D数据采集。
鉴于不同的应用中，某些参数的设置是不同的，因此在专家模式下所有参数是可调的。
快速3D扫描
快速3D扫描是在专家模式参数的基础上增加了一些支持3D的参数选项。
2D结构扫面
2D结构扫描可以实现混凝土中较小缺陷位置的确定，并能直接标记在测线上。
这个模式预配置的是高频天线。
市政工程探测
与2D结构扫描类似，市政工程探测能够提供一种地下埋藏物位置的快速探测。
3D结构扫描
这个模式能够实现混凝土结构内高质量3D数据采集，采集的数据可以显示成不同深度切片。
上一次设置、新建项目和回放模式
上一次设置，如果更换了天线，这个设置是与当前天线不想匹配的。
新建项目
在当前的应用模式下新建项目需要创建一个项目名字。
回放模式
回放模式将对当前模式下所采集数据进行回放。
工具栏
工具栏中的按钮可以设置系统选项。
按下菜单对应的按钮可以打开菜单选项。
语言
提供了六种语言选择。
分别是英语、日语、法语、中文、葡萄牙语、西班牙语。
选择好语言后，直接按其他工具按钮或者再次按下该工具按钮均可以保存退出。
单位
公制和英制单位可供选择。
直接按其他工具按钮或者再次按下该工具按钮均可以保存退出。
天线
这个功能对于非智能天线可以更改参数设置，如果是连接数字天线或者智能天线，系统将自动匹配相应天线参数，并在菜单栏显示相应天线的型号，并且不能更改。
如果没有连接天线，该功能也是不能更改的。
如果是连接一个非数字化天线，将会有以下界面的参数设置。
天线类型
从列表中选择相应频率天线。
天线型号
一般是自动匹配型号，如果可选，则选择正确的型号。
天线发射率
天线发射率的单位是kHz，默认发射率是100KHz。
如果天线的类型选择成自定义，发射率可以更改。
更高的发射率或者较多的叠加可以提高数据的信噪比，有些较老的天线不能适应较高的发射率，否者将报错。
如果对于发射率有疑问请咨询GSSI技术支持。
GSSI5100-52000所有的系列天线（2.6GHz,2.0GHzPalm,1.6GHz,1.5GHz,1.0GHz,400MHz,
270MHz,200MHz）可以选择100-200KHz发射率。
其他天线发射率的设置请参考附件E。
GPS
GPS可以是在雷达数据采集过程中多每个点位值的坐标采集。
GPS的设置如下：
、
GPS类型
波特率
格式
经纬度
信号质量
卫星
HDOP
半径
SIR-4000与GPS连接步骤：
1、外接GPS需要预先配置才能和SIR-4000连接。
2、通过串口以GPS连接。
3、开启GPS.
4、选择GPS类型为用户自定义CUSTOM.
5、选择GPS波特率和SIR-4000波特率匹配。
6、按下SIR-4000右侧绿色按钮。
7、等待GPS卫星数量直到HDOP数值小于2.
8、选择应用退出菜单。
主题
选择主题颜色，一旦选择了主题颜色，将会在下次开机变成默认设置。
通过调节上下控制旋钮改变主题颜色，按下孔氏旋钮键保存退出。
设置
这个功能键下包括日期/时间、固件、wifi。
日期/时间修改系统日期和时间。
固件查看当前安装的硬件和软件版本，也可以升级。
软件升级（用户不能私自升级，请与劳雷技术工程师联系）。
硬件升级（用户不能私自升级，请与劳雷技术工程师联系）。
测量轮标定在改变测量轮和地面条件变化的时候测量轮在使用前需要标定。
测量轮模式有两种：
正交和脉冲。
正交模式适用于双通道类型编码器和跟踪的方向和旋转的数量。
脉冲模式适用于单通道编码器和跟踪旋转编码器的数量,而不是方向。
一旦你完成了校准的步骤选择并保存新的校准值或取消退出不保存校准SW菜单。
1、
选择校准——默认的距离是10米。
但是这个距离可以改变。
校准应校准距离越长越精确。
2、将天线放在起点——以天线的任一位置做位参考点皆可，只要开始和结束参考点一致就行。
3、点击开始——主机上绿色按键。
4、将天线拖至终点——
5、按下停止按钮——
6、选择应用保存退出
WIFI未来待开发的功能
退出菜单退出
状态电量、内存、GPS状态
电池
交流电源——显示255分钟以上电量。
电量显示绿色——30~255分钟电量
电量显示黄色——15~29分钟电量
电量显示红色——15分钟电量以下，电池图标闪动，应该立即更换电池。
存储32G内存
GPS
2.3设置采集和回放参数
SIR4000设置预览屏幕显示数据,,菜单和工具栏.。
信息栏位于频幕顶端，查看当前模式和数据名称
模式——项目名称——数据文件名称
GPS坐标信息
数据显示窗口（左边）
竖直坐标是时间（ns）、深度、高度
水平坐标是距离或者扫描数
波形（中间）中间的屏幕上你会看到一个窗口显示一个单一的雷达扫描 oscilloscope-style（O-scope）描述。
这将显示连续单扫描波形。
1、时间或深度增加了屏幕的垂直尺度的选择设置 主要菜单右边的数据显示。
2、顶部的窗口你会看到一个颜色条。
这表明你的颜色分布从负反射振幅的范围,确切的颜色和Colormap的分布取决于你的选择,颜色,和彩色幻灯片从设置菜单中选择。
3、中间红色线是增益曲线。
菜单栏（右边）
有四个主菜单选项,雷达,处理,输出和系统
工具栏（下方）在专家模式下工具栏包括Init（ialize）,获得（显示增益）,变焦（水平缩放）、运行模式、播放模式和文件信息。
在采集模式和回放模式下课设置的参数表
采集模式
距离模式、时间模式、点测模式
距离模式距离模式需要测量轮。
需要设置的单位距离扫描数。
其他模式调至距离模式提示测量轮标定。
请参考2.2节介绍屏幕——设置——校准软件。
时间模式在时间的数据采集下,需要设置每秒扫描数。
数据密度在一个面积取决于天线在地面移动速度。
时间模式往往是在不适用距离模式是使用。
点测模式在地形条件不好，探测深度较高的情况下采用点测模式。
系统将记录一个扫描每一次外部标记或启动按钮被按下。
天线然后搬到下一个位置和下一个扫描收集。
扫描速度（每秒扫描数）
系统每秒采集的扫描数。
范围4~400扫描/秒。
1、时间模式下记录的扫描数。
2、如果你是基于距离模式,这个数字代表了最大可能的收集率。
如果你超过这个最大速率超速会听到报警声音。
低扫描可以提高信噪比。
例如如果你的扫描/秒设置为60和您已经配置了系统收集60扫描,你移动超过1英尺每秒,系统会没有更多数据用于保存。
假定天线发射为200KHz,应该至少扫描/秒240。
在设定好单道波形上的采样点后，系统会默认匹配最大的每秒扫描数，当你设置的扫描数超过这个最大的扫描数，系统会西东匹配一个最大扫描数。
建议设置小于最大扫描数，提高信噪比。
采样点指单道波形上的数据点个数。
采样点越大，曲线月光滑平整，但数据容量变大
1、你可以选择从一个预设列表256，512,1024,2048,4096,8192,或8192样本/扫描。
FIR滤波器只能使用256-2048样本/扫描。
2、采样点越大，曲线月光滑平整，但数据容量变大
3、GSSI建议抽样在512或1024样本/扫描对于大多数应用程序。
深部地质调查可以用较大的采样点。
GSS建议设置
采样点必须大于记录长度/脉冲宽度
SCAN/UNIT（扫描/米）
用于调整水平方向扫描数量，这个参数也是控制着扫描间隔。
●设置参数越小，意味着高密度数据的采集，但是数据容量增大，同时数据采集速度减慢。
例如、：
设置12，系统单位设置成英制，1英尺采集12个扫描，采集密度为1英寸一个扫描。
●采集间隔的设置由实际应用决定。
例如：
5-10scans/inch（60-120scans/foot）适用于混凝土结构检测，400MHz天线12-24scans/foot就可以了。
UNIT/MARK（标记间隔）
设置每几米一个用户标记，标记将显示在数据横坐标顶端。
Staticstacking（静态叠加）
静态叠加仅仅会出现在点测模式中，没道扫描的数据采集相应数量的静态叠加数去平均值后得到的。
这样可以减少高频和随机噪音的干扰。
Didlectric（介电常数）
介电常数决定这电磁波在介质中的沧波速度。
●如果已知介质的介电常数可以输在这里，然后将竖直坐标转换成深度显示。
●介电常数范围1-81
●较大的介电常数意味着较慢的电磁波传播速度，例如;在空气中电磁波的传播速度为0.3m/ns，电磁波双程旅行时间为1ns，竖直坐标方向传播距离为0.3m。
当介电常数为9时，竖直坐标方向传播距离为0.1m。
●总的来时，水可以提高介质的介电常数，测量过程中应尽量不开水的存在。
●常见介质材料的介电常数请参考表格附件C。
Soiltype（土壤类型）
Custom（用户自定义）
可以手动改变改变介电常数值。
DepthRange（深度范围）
竖直方向深度显示，可以在输出—竖直单位中更改刻度单位
●深度范围可以设置1-10000cm。
●更改深度范围，时间记录长度将发生变化。
TimeRange（记录长度）
记录长度单位是ns，较大的记录长度意味着较大的深度。
●记录长度是记录电磁波的双程旅行时间，50ns意味着深度上的单程时间是25ns。
●较大的记录长度需要将采样点设置更大。
●记录长度设置范围1-20000ns。
●不同天线的推荐记录长度请参考附件D。
●更改深度范围，时间记录长度将发生变化。
PositinMode（零点模式）
零点模式用于控制记录长度起点位置。
可以设置成自动，系统将自动追踪地面波位置。
也可设置成手动，认为调节时间零点位置。
Mannual（手动）在手动模式下，可以设置延时和表面。
延时是指初始脉冲激发到第一个脉冲离开天线的时间。
表面是指隐藏记录长度的百分比。
往往习惯用手动模式，将表面设置成0.
Auto（自动）每次天线初始化，第一次进入采集模式，将自动到自动模式。
●对于大多数应用程序和调查，天线应放置在地面或表面，使用自动模式获得一个精确的位置。
●如果采样点设置成4096以上，将会自动到手动模式。
Offset（延时）这是一个内部系统参数,描述了主机脉冲激发到接收到它的滞后时间，无法精确的测量脉冲离开天线的时间，我利用天线的直达波来确定延时。
●直达波是电磁波在天线内部直接由发射端到达接受端被接受到的电磁波。
我们都认为直达波是天线的第一个响应。
天线的收发距很小，直达波响应先于地面反射波，因此，在数据采集过程中，只要采集到了直达波就保证了信号的完整性，更重要的是有了地面波的反射才能准确的计算出深度。
设置延时的时候，一定要确保直达波的完整性。
●
零点模式为手动的情况下才能设置延。
如果是自动，系统将自动计算延时值。
●将天线抬起来，上下晃动，然后贴在地上，观察直达波和地面反射波是怎样耦合在一起，这样也可以确定延时值。
Surface（表面%）表面%是一种显示功能，可以实现剪切掉直达波以前平直的无用信号。
●整个扫描是采集并存储，只是没有完全显示出来。
可以实现设置一个方便深度计算入射时间的显示。
●是指占总的记录长度时间的百分比。
SIR4000将自动识别和调整合适的地面位置，一个靠近直达波峰值附近的一个位置。
PROCESS（处理）
SIR4000在数据采集和回放过程中的数据是不加滤波的原始数据，当数据被RADAN软件打开时，数据文件和滤波文件合并。
在处理菜单中有14个设置，这些设置在某些模式下才能被设置，具体如下：
GAINMODE（增益）
增益是一种认为处理以抵消电磁波的正常衰减。
雷达波入射地面后，一部分能量反射回来，一部分能量被吸收，剩下信号继续往下传播直到完全被介质吸收。
因此，电磁波传播越深信号的能量越弱。
增益可以使得弱信号放大并凸显出来，单道波形中的红色曲线就是增益线。
增益模式有两种供选择。
Mannual（手动）手动模式下，可以设置增益点数和每个增益点的值。
●手动模式对于没有经验的用户是不推荐的。
Auto（自动）设置成自动模式，系统将初始化自动配置当前增益值。
●当增益过大或者过小时，自动增益是非常实用的。
将天线放在增益过大或者过小的位置，选择手动，再选择自动，或者点击重设增益按钮就能实现增益的调整。
编辑增益曲线
可以实现设置增益点数和更改每个增益点的值。
点击编辑增益曲线，可以通过控制旋钮和功能键进行设置。
●创建了增益曲线后，可以通过控制旋钮切换至各个增益点。
AddPoint（增加点）增加增益点，最多至8个。
ErasePoint（删除点）可以减少至一个点。
Revert（恢复增益）退出不保存设置。
SaveandExit（保存退出）保存增益设置并返回参数设置界面。
注：
sir4000只显示25%的增益幅度范围，这意味着，radan7中的增益显示强于主机中的显示。
FIRLowPassandIIRHighPass（滤波器）
滤波器可以实现消除干扰信号，不同天线对应着不同的滤波器。
FIR具有有限脉冲响应，输出的信号都是通过有限响应滤波的信号。
经过FIR滤波后的信号与原信号的相位特征完全一致，没有相移。
更具天线的带宽来设置滤波器的值。
●FIR滤波器的使用要求采样点不能超过4096。
●低通或高通的最大值为5000MHz。
●设置成off来关闭此滤波器。
FIRLowPass（FIR低通）
允许通过的最高频率。
FIRHighPass（FIR高通）
允许通过的最低频率。
FIRStacking（叠加）
叠加是通过水平方向处理来减小高频噪音。
每个扫描都是叠加次数的平均值，因此他的作用在于平滑高频信号突出低频信号。
叠加值过大会造成每个扫描的变化减小。
FIR叠加的单位是扫描。
●在图像中，高频的噪音看起来就像雪花一样。
●设值的叠加值越大，得到的信号就越平滑，过大的叠加值会导致信号失真。
●较大的叠加值同时也意味着，采集的速度过慢。
●叠加的最大值为1023.
FIRBGRemoval（背景清除）
背景清除的作用是去电图像中平直的干扰。
某些情况下图像中的平直线异常可能来自地下真正的层位反射，但更可能是低频噪音或者天线振铃。
滤波器的长度应当设置成水平干扰的长度。
在这个长度范围内的水平反射或者地层反射边界都会被去掉。
●确定干扰信号的长度，输入到SIR4000中，在这个长度范围内的水平反射将会被去掉。
●背景清除最大值为1023.
●建议采集时关闭背景清除。
如果要设置，请在所用参数设置完后再设置背景清除。
CustomFilter（自定义滤波器）
自定义滤波器对一些特殊的天线适用，比如空气耦合天线。
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