隧道衬砌空洞的探地雷达图谱特征研究

探地雷达作为一种高效、先进的无损检测设备,能够对隧道衬砌实施连续扫描,获得形象直观的探测图像,在公路隧道衬砌空洞检测中获得了广泛的应用.然而,由于探地雷达在我国的应用时间还非常短暂以及雷达图谱的复杂性,因此探地雷达空洞图谱的辨识还存在一定的问题.据此,通过空洞模型实验和隧道衬砌空洞现场实验,研究了模型空洞和公路隧道衬砌实测空洞的探地雷达图谱特征.在对实验数据及图像进行全面分析和对比之后,得到空洞探地雷达图谱的特征,据此提高隧道衬砌空洞探地雷达图谱的判读精度.     

石英砂岩体的地质雷达波频谱特征

经过岩土体介质反射回的地质雷达波特征携带了所穿透的岩土体内部的相关信息,其中地质雷达波频谱主频值可以作为判断岩土体结构特征的一个定量指标. 以围岩为石英砂岩的公路隧道工程为依托,采用MALA地质雷达配100 MHz屏蔽天线,对隧道掌子面前方的石英砂岩体进行超前地质探测试验,分析典型的Ⅴ级、Ⅳ级和Ⅲ级石英砂岩围岩的雷达波形图图像特征和雷达波在岩体介质中传播的傅里叶频谱特征. 通过分析现场试验数据,得出岩体介质的雷达波主频值因自身结构特征和周边环境变化而在一定的敏感频率区间内的规律. 对比分析研究结果与工程开挖实际,表明通过分析超前地质探测获得的雷达波傅里叶频谱主频值特征来反演识别围岩结构特征是切实可行的.     

间隙式交通流观测站的数据处理

利用统计理论构造数学模型 ,通过该模型利用历年公路连续观测的数据及当年间隙式观测数据 ,动态地推断每天车辆到达的数量 ,从而达到将连续式观测站改为间隙式观测站以减少观测工作量的目的。     

对公路雷达面层测厚的检验及评估测厚精度的方法

国内首次使用试验公路模型来检验探地雷达测厚的准确性,并提出雷达测厚精度的评价方法,为今后衡量雷达测厚精度的规范化提供依据.     

浅谈在ERDAS中生成等高线的方法

通过研究由DEM、雷达激光点云las数据经过ERDAS拼接处理用线性插值法生成等高线,证明了利用ER-DAS软件生成的等高线不仅能够满足生产部门的精度要求,而且提高了生产效率.     

面向气象雷达数据传输的流媒体流量控制研究

气象雷达观测是气象观测的重要组成部分.气象雷达数据生成时间较长,且文件较大,在进行数据传输时,若采集完数据再传输会大大影响其数据的实时性要求.本文在分析雷达数据采集过程及特性的基础上,结合RTP/RTCP协议对拥塞判决控制进行改进,采用基于显式反馈的拥塞判决方案,设计了公平性的非线性流量控制方案,结合雷达数据生成特点,提出了使用流媒体技术的气象雷达数据传输算法SM-RTA(Weather Radar Data Transmission Algorithm Using Streaming Media Technology).通过仿真实验证明,在IP网络中,SM-RTA算法能为用户提供更稳定的实时性服务.     

BP神经网络的地面雷达全寿命周期费用估算

为了对地面雷达装备全寿命周期费用做出合理,准确、有效的估算,必须选取合适的估算方法对其进行费用分析.针对一般常用的地面雷达装备全寿命费用估算方法存在费用估算工作量大、预测精度带有很强的主观性和随机不确定性、建模与仿真过程存在很大局限性等问题,从BP神经网络原理出发,提出一种基于BP神经网络的全寿命费用估算方法.该方法充分利用计算机软件资源,建立起地面雷达全寿命周期费用估算的神经网络模型,并结合实例估算.采用Matlab软件语言构造出典型网络的工具函数,根据类似地面雷达装备以往的费用数据作为样本,对费用数据进行训练,调整权值,最后根据估算好的相应数据估算实际费用.通过与传统全寿命周期费用估算方法相比较,证实该模型能够应用于新型地面雷达装备全寿命周期费用估算,减小运算工作量,提高估算精度.     

地质雷达在公路隧道工程中的应用

地质雷达因其精确快速的勘测、准确完善的质检,已逐渐成为当前公路隧道工程中应用广泛的一项技术,本文简要介绍了地质雷达的原理,阐述了地质雷达在公路及隧道工程中的具体应用,并在此基础上,指出了地质雷达在隧道检测中将发挥着越来越大的作用以及地质雷达当前的不足之处。     

城市道路病害特征地质雷达正演模拟及快速识别

地质雷达(ground-penetrating rader,GPR)探测是城市道路病害探测的主要手段,随着技术的更新,实现了从二维到全三维探测的过渡,但数据解释还是以常规的波形特征和振幅特征分析为主的剖面和平面异常解释,存在解释工作量大,异常识别难度大,漏判、错判率高等特点。为提高地质雷达数据解释速度和精度,通过对路面检测中常见的异常体(空洞、积水区)正演模拟,并结合实际案例分析,研究异常体的频谱特征,提出基于数学变换的频谱分析方法,实现对空洞、积水区的快速识别。结果表明,基于频谱分析的频谱剖面异常特征明显优于振幅剖面特征。     

用无人机 GPS系统对雷达进行精度评定的方法

提出了一种新的雷达精度评定方法,即利用搭载全球定位系统(GPS)的小型无人机做为雷达的跟踪目标,对雷达测量精度进行评定.在研究评定方法的基础上,分析了数据处理方法和雷达评定工作对GPS系统定位精度的要求.为了提高无人机的定位精度,系统采用了差分GPS定位技术,即根据地面基准站测量GPS的定位误差来修正无人机的测量结果,并采用Kalman滤波方法来抑制观测噪声,进一步提高无人机的定位精度.仿真测试表明,这种方法可以满足雷达评定的精度要求,同时具有简单、经济、可靠的优点.     

一种LFMCW雷达目标距离提取方法

在阐述FFT方法、最小二乘曲线拟合方法和雷达信号特点的基础上,将BP网络应用于线性调频连续波雷达系统目标距离的信号处理中,用雷达数据对构造的BP网络进行了训练和测试。仿真结果表明,该方法在训练对象足够充分的情况下可以适应较大范围内测量,在无噪或低噪声的情况下,可以获得较高的测量精度,是一种对LFMCW系统信号处理的有效方法。     

空域色噪声下的多输入多输出雷达角度估计

由于多输入多输出(multiple input multiple output, MIMO)雷达的空域色噪声协方差矩阵通常为非对角矩阵,因此在色噪声下信号子空间与噪声子空间无法有效分离,从而致使传统算法无法有效估计目标角度。为此,首先利用信号协方差矩阵的低秩性和色噪声协方差矩阵的稀疏性来抑制空域色噪声。然后,根据MIMO雷达数据的内在多维结构特性,建立四阶张量CP(canonical or parallel factor analysis, CANDECOMP/PARAFAC)分解模型。针对传统交替最小二乘算法对数值病态性较为敏感而导致CP分解精度低的问题,利用张量因子矩阵之间的共轭关系来降低求解的病态敏感度,提高张量分解的稳健性。最后,利用最小二乘拟合法从因子矩阵的估计值中得到目标角度。仿真结果表明,所提算法能够对色噪声有效抑制并提高了角度估计的精度。     

基于神经网络的多功能雷达行为辨识方法

针对多功能雷达行为状态复杂多变、难以识别的问题,构建了多功能雷达行为数据集,提出了一种基于神经网络的雷达行为辨识方法。首先对数据进行预处理,提取多功能雷达的参数特征与行为状态特征,并建立两者间的映射关系。然后通过基于贝叶斯准则的变化点检测算法对原始雷达信号脉冲序列进行分割,补齐有缺失的特征参数,构造完整的可用于训练的脉冲数组样本。最后通过数据推理丰富数据库,为数据驱动的智能识别方法提供可靠的数据准备,增强神经网络的泛化能力。针对处理后的雷达行为数据集的特点,设计BP神经网络进行训练与测试。仿真实验结果表明:训练完成的网络模型在识别过程中一定程度上克服了噪声变量等干扰的影响,正确率可以达到89%。     

小波分析用于钢板孔洞的涡流检测研究

小波的时频局部化和多尺度特性,使其特别适用于信号的奇异性探测和瞬态信号的检测以及强周期性噪声干扰下非平稳信息的提取。将小波分析用于钢板孔洞测量的数据处理过程中,通过以最大信噪比为依据的自定义信息代价函数来获取小波包最优基函数,使重构信号的信噪比大幅度提高,从而确保了钢板孔洞的测量精度与分辨率。实验分析表明,小波分析不仅可用于单孔信号的高效定位提取,而且通过一定的逻辑分析与判断,同样适用于连孔和多孔信号以及存在管道焊缝信号的高效分辨。     

基于经验模态分解的低信噪比探地雷达数据处理

阐述经验模态分解原理及复信号分析理论,着重讨论EMD分解应满足的条件及具体分解过程.应用EMD方法对单道GPR数据及GPR正演加噪剖面分别进行分解,得到从高至低不同频率范围的本征模态函数GPR图.然后,以湖南长沙黑麋峰抽水蓄能电站进厂交通隧洞实测GPR剖面为例,首先对该剖面进行EMD分解去除部分噪声,再利用Hilbert变换求取GPR剖面复信号,并提取瞬时振幅、瞬时相位、瞬时频率3个参数,绘制出相互独立的瞬时参数剖面图.研究结果表明:EMD分解对于低信噪比GPR数据具有较强的适应性,把EMD分解应用于含噪的雷达信号,并结合GPR复信号分析技术得到的“三瞬”信息,避免了使用单一时距剖面分析所造成的解释偏差,可以较好地实现对低信噪比GPR数据的噪声去除,突出雷达剖面中异常体特征,达到提高GPR信号分析效果及解释精度的目的.     

基于FOCUSS的自适应去噪声误差消除方法

在煤矿监测监控信息融合系统研究中发现,冲击干扰造成的误差不仅容易造成误报警现象,而且严重影响了数据的预测精度和对生产安全状态的判断。为了解决这个问题,提出了基于FOCUSS的自适应去噪声学习算法,该算法根据误差的稀疏特性,利用盲信号分离方法的优势对误差信号进行提取,从而消除噪声对监测数据的影响。仿真实验将其与小波消除数据误差法进行了对比,验证了基于FOCUSS的自适应去噪声学习算法的有效性。     

低信噪比实孔径雷达机场目标图像匹配算法

提出了一种适用于低信噪比条件下的实孔径雷达机场目标图像匹配定位算法.通过对实孔径雷达图像中机场目标的检测识别,实现匹配定位.算法包括机场跑道检测及跑道端点定位两个阶段,分别采用了线特征滤波技术及目标背景的对比度信息.首先通过线特征滤波预处理和投影变换检测机场跑道所在的直线,然后利用机场在实孔径雷达图中的结构特征,根据机场及周围背景的对比度来定位跑道端点.实验结果表明:在成像条件较差的情况下,该算法仍能保证较高的匹配定位准确度.     

FMCW雷达物位系统的算法设计

文中针对雷达物位计中差拍信号中心频率计算不准确的问题进行研究.首先使用窗函数法对差拍信号进行截取和滤波,减小频率泄漏和噪声的影响.其次,通过快速傅里叶变换从频谱中粗略的得到目标的相对位置.最后,利用谱估计的改进法对频谱进行细化处理,在不增加过多计算量的基础上实现了测距精度的提高.仿真结果表明测量精度比传统的直接FFT法提高了500倍左右,满足了物位计的技术标准,保证了系统的距离测量精度.     

地质雷达探测地铁沿线未知涵洞的研究与应用

以某在建工程线路经过老城区主干道的地质与环境调查为研究对象,采用地质雷达探测方法,在路面合理布设探测剖面和观测系统;通过对采集的地质雷达记录进行有效处理和地质雷达图像的分析,研究如何在地铁隧道勘察中根据场地条件和探测的目标物,综合识别未知涵洞.研究结果表明:通过设计纵横跟踪布设地质雷达探测剖面,选择恰当的资料处理参数和...