4章雷达现场采集要点.doc

4地质雷达现场采集工作 进行雷达现场探测要关注下列各环节：估计探测对象的性质特点，布置测线、进行现场纪录、选择相应的天线，设置雷达采集参数，进行简单现场采集实验，估计岩土和工程介质电磁波速，改进采集效果，正式进行探测采集。 4.1探测目的与目标 探测对象特点分析对于制定勘测方案、选择合适天线、设置仪器参数等事项都是非常重要，它是取得良好探测结果的基础。对象特点包括对象的埋深和要探测的深度、对象的形状大小、介质环境特点、地下水位、目标与环境的电导率与介电常数等电磁特性。在此基础上进行测线走向、间距的设计，仪器参数的选择。 一个地质雷达探测探测项目都会有确定的检测对象，明确的检测目的和要求。从这些目的要求中应该特别清楚地明确下列要点，以便正确设置仪器参数和合理布置测线。这些要点包括： 探测目标深度； 探测目标水平尺度； 目标是二度体还是三度体； 要求的分辨率； 目标与环境电磁向值差异的大小； 探测深度关系到雷达时间窗口的大小；目标的水平尺度和要求的分辨率决定测线的间距，二度、三度体对应测线布置方案；目变与环境的电磁性质差异大小决定选取多大的Ａ／Ｄ转换位数。这些在进入现场后、开始工作前要确定下来。 ４.２测线布置与标记 测线布置对于取得满意的探测结果十分关键，如果观测系统不当，虽作了工作但不一定能取得满意结果。测线布设应该注意两点，一个是关注探测的目标是二度体还是三度体。如果是二度体，测线应该彼此平行、垂直目标轴向布设；如果是三度体，测线应该按网格状布设。另一点是关注探测目标水平尺度的大小及要求的水平分辨，即要求水平方向探测目标的最小尺度。两者有时是相同的，但大多数场合是不同的。测线的间距应该同时小于或等于目标尺度与分辨率尺度，以防目标漏测。这野外施工中为了节省时间有时测线间距很大，这就有漏测的危险。 　　　 二度体探测剖面布置　　　　　　　三度体探测剖面布置 测量中要做好场地标记和记录打标。场地标记包括测线标记和测线上距离标记。同时，雷达记录里的标记要与场地标记相一致。 当测量管道、钢筋时，测线布置的方向很重要，测线垂直管道布置有利于发现管道。如果平行管道则不宜发现管道。 ４.３观测场地与环境记录 观测现场记录很重要，它是资料解释的基础。有些环境干扰信号被记录下来，如电线杆反射、侧面墙反射、金属物品反射等，如不参考现场记录很容易被错判为地下异常体。现场记录的要点是把那些可能产生反射干扰的地物都记录下来，注明它们的性质、与测线的距离、位置关系等。 ４.４采集参数的选择 现场测量开始前应该对雷达的采集参数进行设定，这一工作最好在进入现场前在室内完成，进入现场后可根据情况略加调整。参数设定的内容包括时间窗口大小、扫描样点数、每秒扫描数、Ａ／Ｄ转换位数、增益点数等内容。参数设置的是否合理影响到记录数据的质量，至关重要。参数设置在雷达采集状态下用箭头键实现。 　　　　　　　　　　　SIR-2雷达主机 ★探测深度与时窗长度 　探测深度的选取是头等重要的，既不要选得太小丢掉重要数据，也不要选得太大降低垂向分辨率。一般选取探测深度H为目标深度的1.5倍。根据探测深度H和介电常数ε确定采样时窗长度（Range/ns）： Range= 2H(ε)1/2/0.3(ns)= 6.6 H(ε)1/2(ns) 例如对于地层岩性为含水的砂层时，介电常数为25，探测深度为3m时，时窗长度应选为100ns，时窗选择应略有富余，宁大勿小。 A/D采样分辨率： 雷达的A/D转换有8Bit、16Bit、24Bit可供选用。选择24Bit动态大，强弱反射信号都能记 录下来，探测深度大、时窗长时采用。16Bit，动态中等，中高频天线、探测2-5m时采用；选择8Bit动态小，采集速度快，探测深度小于1m、时窗小时采用； 扫描样点数 扫描样点数Samples/Scan有128、256、512、1024、2048/scan可供选用，为保证高的垂向分辨，在容许的情况下尽量选大。对于不同的天线频率Fa、不同的时窗长度Range，选择样点数Samples应满足下列关系： Samples≧10-8*Range*Fa 该关系保证在使用的频率下一个波形有10个采样点。例如对于900MHZ天线，40ns采样长度的时窗，要求每扫描道样点数大于360 Sanples/Scan，可以选择接近的值512。对于100MHZ天线，500ns采样长度，样点数应大于500 Sanples/ Scan,因而可以取512或1024。样点数大对提高资料的质量有利，但耗时较大，影响前进速度。 扫描速率Scans/s： 扫描速率是定义每秒钟雷达采集多少扫描线记录，扫描速率大时采集密集，天线的移动速度可 增大，因而尽可能的选大些。但是它受仪器能力的限制。对于一种类型的雷达