半空间模型的地下目标成像

由于电磁波在穿越不同介质时会出现折射现象,因此在对地下目标成像时,电磁波信号在穿越从雷达到达地下目标的组合通道时,路径不是直线而是折线,此时利用常规的自由空间中的合成孔径成像方法已经不能对目标进行成像。为此,基于电磁波的传播规律和地层有耗媒质的特性,提出了电磁波传输的半空间模型,使其能够充分反映电磁波信号在整个传播过程中的真实路径,并得到了相应的目标回波表达式。将其应用到机载条件下的地下目标成像之后,通过仿真比较,可以明显看出,使用半空间模型对地下目标成像效果有改善,验证了半空间模型适用于对分层土壤中的地下目标成像。

基于磁梯度张量的地下小目标相关成像方法

针对小目标铁磁物质反演方法研究中,磁总场探测包含信息不完整并且传统反演方法无法通过先验信息与目标建立联系的问题,提出了基于磁梯度张量的地下小目标相关成像方法。该方法首先利用有限元方法对铁磁目标在测量面的磁梯度张量场进行正演计算以作为实测数据;然后将地下待成像空间划分为三维规则网格并将每个网格节点等效为磁偶极子,计算每个磁偶极子在测量面产生的磁梯度张量数据与实测数据的互相关系数,作为磁偶极子在待成像空间的密度分布图;最后利用迭代计算将密度分布图转化为实际的物性参数分布图。仿真验证表明:该方法不仅能够获得地下小目标的分布情况,还能得到目标位于不同位置的实际物性参数值。

改进后向投影算法应用于地下目标探测

为了解决地下目标的探测问题,提出了一种基于电四极子辐射模型的地下目标成像算法探测思路。对后向投影算法对地下目标成像的不足进行了定性分析,在综合考虑地下目标成像的有效性及地下目标电磁波传播的时延特性的基础上,通过改进电四极子辐射模型,构建了地下目标成像的数学模型,推导了地下目标电磁波传播的时延补偿计算公式,给出了算法的实现流程。最后,利用MATLAB对所建立的地下目标成像的数学模型进行了计算仿真。仿真结果验证了改进后向投影算法用于地下目标成像的有效性及时延补偿的正确性。将成像算法应用于岩、土体中埋藏的空洞、地雷和城市地下管道的成像,并分析了地面起伏和噪声干扰对成像效果的影响。

机载条件下地下目标探测的分辨率研究

分辨率是决定地下目标定位和成像效果的重要因素。文章依据机载条件下地下目标探测时电磁波传播的特点,研究了距离分辨率、深度分辨率和方位分辨率,推导了影响分辨率的决定因素,通过仿真给出了各个因素对分辨率的影响程度。