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GPR信号去噪的变分模态分解
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作者 刘财 商耀达 +1 位作者 鹿琪 徐杨杨 《吉林大学学报(地球科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1042-1053,共12页
为了进一步提高探地雷达(ground penetrating radar,GPR)数据的信噪比,压制由随机扰动引起的随机绕射能量,将二维变分模态分解(two-dimensional variational mode decomposition,2D-VMD)引入二维GPR数据的噪声压制处理中。首先,对GPR数... 为了进一步提高探地雷达(ground penetrating radar,GPR)数据的信噪比,压制由随机扰动引起的随机绕射能量,将二维变分模态分解(two-dimensional variational mode decomposition,2D-VMD)引入二维GPR数据的噪声压制处理中。首先,对GPR数据进行2D-VMD处理,并分析各阶本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)分量及其对应的频率-波数域谱来确定雷达剖面中的各回波类型。然后,计算IMF分量与原始数据的互相关系数来确定信号模态和噪声模态,并对信号模态进行重构得到降噪后的数据。理论数据和实测数据测试表明,相比于传统的1D-VMD法,2D-VMD滤波后的含噪正演记录峰值信噪比由6.44 dB增加到7.72 dB;经2D-VMD降噪处理后的雷达剖面在保留有效信号的基础上,可以有效压制随机扰动带来的噪声,并且得到的雷达剖面同相轴连续性更好。 展开更多
关键词 探地雷达 二维变分模态分解 频率-波数谱 互相关系数 去噪
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基于GPR探测的长江源地区冰川与冻土厚度研究
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作者 周黎明 张杨 《长江科学院院报》 CSCD 北大核心 2024年第3期1-8,共8页
长江源地区的冰川变化揭示了青藏高原气候变化趋势。冰下地形探测作为冰川发育和运动过程研究的基础,对长江地区水土保持和淡水资源储量研究具有指导意义。长江科学院在长达10 a的江源科考基础上,分别于2022年、2023年采用探地雷达(GPR... 长江源地区的冰川变化揭示了青藏高原气候变化趋势。冰下地形探测作为冰川发育和运动过程研究的基础,对长江地区水土保持和淡水资源储量研究具有指导意义。长江科学院在长达10 a的江源科考基础上,分别于2022年、2023年采用探地雷达(GPR)技术对长江正源沱沱河发源地格拉丹东主峰的冰川厚度进行精准探测,并对查旦湿地冻土厚度上限进行了探测研究。结合多种冰川和冻土地质模型的GPR波场模拟结果,提高了GPR技术在长江源地区冰川和冻土探测的有效性和精准度。探测结果表明,格拉丹东主峰冰川厚度和查旦湿地冻土厚度上限均有不同程度降低,冰川厚度和冻土厚度上限观测是一个常年积累的结果,后续仍需持续进行观测,积累更多数据,分析变化趋势,以估算探测区域内冰储量,研究气候变化对冰川的影响效果。 展开更多
关键词 长江源 探地雷达(gpr) 冰川 冻土 气候变化 水土保持 淡水资源储量
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基于曲波域凸集投影算法的缺失GPR信号高精度重建
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作者 吴祺铭 王洪华 +1 位作者 席宇何 王欲成 《煤田地质与勘探》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期130-143,共14页
受采集环境和仪器性能的影响,实测探地雷达(GPR)剖面中不可避免会出现部分信号缺失和坏道现象,易造成目标体产生的反射波和绕射波同相轴不连续,严重降低后续处理与成像精度和分辨率。为此,将图像处理中广泛应用的凸集投影(POCS)算法与... 受采集环境和仪器性能的影响,实测探地雷达(GPR)剖面中不可避免会出现部分信号缺失和坏道现象,易造成目标体产生的反射波和绕射波同相轴不连续,严重降低后续处理与成像精度和分辨率。为此,将图像处理中广泛应用的凸集投影(POCS)算法与具有良好稀疏特性的曲波变换相结合,提出了一种基于曲波域POCS算法的缺失GPR信号高精度重建方法。从压缩感知理论出发,建立了离散曲波变换基下缺失信号重建的目标函数,并采用POCS算法详细推导了缺失GPR信号重建的时间域迭代公式。其中,线性和指数迭代阈值模型用于更新曲波变换系数,从而高精度重建时间域缺失信号;平均绝对误差、信噪比、峰值信噪比用于定量评价GPR信号重建精度。模拟与实测GPR信号的重建试验表明:POCS算法可有效重建GPR剖面中的缺失信号;与线性阈值模型的POCS算法相比,指数阈值模型的POCS算法重建精度更高;与指数阈值模型的频率域POCS算法相比,指数阈值模型的曲波域POCS算法用于重建GPR剖面中连续多道缺失信号的误差更小、纵向伪影能量更弱,且对复杂GPR结构模型的缺失信号重建具有较强的适用性;与线性和指数阈值模型的频率域POCS算法、线性阈值模型的曲波域POCS算法相比,指数阈值模型的曲波域POCS重建方法的重建精度更高、平均绝对误差下降45%~99%、信噪比和峰值信噪比提高1~20 dB,其重建结果可为后续处理与解释提供高质量GPR信号。 展开更多
关键词 探地雷达 压缩感知 凸集投影 曲波变换 信号重建
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基于GprMax的道路空洞探地雷达正演模拟
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作者 侯海 秦彬彬 《交通节能与环保》 2024年第2期157-161,共5页
三维探地雷达作为一种新兴检测技术,具有快速、高效、无损检测等特点,广泛应用于道路病害体检测中。为快速掌握道路内部空洞在探地雷达下的电磁响应特征,给准确查明道路的空洞检测提供技术指导,本文使用基于时域有限差分方法原理的GprMa... 三维探地雷达作为一种新兴检测技术,具有快速、高效、无损检测等特点,广泛应用于道路病害体检测中。为快速掌握道路内部空洞在探地雷达下的电磁响应特征,给准确查明道路的空洞检测提供技术指导,本文使用基于时域有限差分方法原理的GprMax软件,针对不同形状、不同大小及不同填充物的空洞进行正演模拟。通过正演模拟结果,得到不同类型的雷达数据体,并分析不同类型空洞病害的雷达波场响应特征。 展开更多
关键词 探地雷达 gprMax 道路空洞 正演模拟
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基于二维变分模态分解的GPR噪声自动抑制方法 被引量:1
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作者 杨小鹏 曹彦杰 +4 位作者 梁舒博 闫伟浩 王琪 吴美武 兰天 《现代雷达》 CSCD 北大核心 2023年第12期1-6,共6页
探地雷达(GPR)回波信号经常被各种随机噪声所干扰,引起后续目标解译的困难。近年来,模态分解方法被广泛地应用于GPR数据噪声压制,然而,现有应用基于一维信号的模态分解需要对B-scan的每一道分别进行处理,忽略了道之间的相关性。除此之外... 探地雷达(GPR)回波信号经常被各种随机噪声所干扰,引起后续目标解译的困难。近年来,模态分解方法被广泛地应用于GPR数据噪声压制,然而,现有应用基于一维信号的模态分解需要对B-scan的每一道分别进行处理,忽略了道之间的相关性。除此之外,在复杂场景下的去噪效果也有待提升。为此,文中提出了一种基于二维变分模态分解的GPR噪声自动抑制方法,可以有效识别多个二维模态及其对应的中心频率。通过应用这种自适应方法,将图像分解为不同的信号模态和噪声模态,最终以带限方式准确再现输入的B扫描图像。此外,为了进一步完善信号提取过程,采用频谱分析技术自动选择最相关的信号模态。仿真和实测数据验证表明,所提方法可以较好地实现对低信噪比GPR数据的噪声去除,提高后续目标检测与识别等解译工作的精度。 展开更多
关键词 探地雷达 噪声抑制 二维变分模态分解 频谱分析
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基于低秩稀疏分解的GPR杂波抑制方法
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作者 陈诚 宋晓骥 +3 位作者 何志华 刘涛 曹来保 粟毅 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第10期3058-3064,共7页
针对探地雷达应用于地雷探测时的强杂波干扰问题,提出一种基于低秩稀疏分解的杂波抑制方法。该方法将加权核范数(weighted nuclear norm,WNN)引入稳健主成分分析(robust principle component analysis,RPCA)方法,结合随机奇异值分解(ran... 针对探地雷达应用于地雷探测时的强杂波干扰问题,提出一种基于低秩稀疏分解的杂波抑制方法。该方法将加权核范数(weighted nuclear norm,WNN)引入稳健主成分分析(robust principle component analysis,RPCA)方法,结合随机奇异值分解(randomized singular value decomposition,RSVD)与交替方向乘子(alternating direction method of multipliers,ADMM)法来求解表征杂波的低秩矩阵及表征目标的稀疏成分,提高了算法的精度与效率。从实验结果来看,所提方法能够有效改善成像结果的信杂比,且运算效率优于RPCA方法5倍以上,表明该方法能精确划分目标与杂波,有效实现杂波抑制。 展开更多
关键词 杂波抑制 低秩稀疏分解 交替方向乘子法 探地雷达
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基于非分裂CFS-PML边界条件的频散介质GPR时域有限元模拟
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作者 王洪华 吴祺铭 龚俊波 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期5187-5201,共15页
通过数值模拟研究探地雷达(GPR)高频电磁波在频散介质中的传播规律,对提高实测资料的解释精度具有重要意义.复频移完全匹配层边界条件(CFS-PML)以其优越的吸收特性被广泛用于一阶电磁波动方程的GPR时域有限差分数值模拟中,其实现过程大... 通过数值模拟研究探地雷达(GPR)高频电磁波在频散介质中的传播规律,对提高实测资料的解释精度具有重要意义.复频移完全匹配层边界条件(CFS-PML)以其优越的吸收特性被广泛用于一阶电磁波动方程的GPR时域有限差分数值模拟中,其实现过程大都涉及电磁场的卷积计算,辅助变量较多,降低计算效率.为此,本文从复拉伸坐标系下的Debye频散介质电磁波动方程出发,通过合理构造辅助微分方程,推导了二阶Debye频散介质电磁波动方程的非分裂CFS-PML边界条件实现公式,避免了电磁波场的分裂和卷积计算.在此基础上,利用Galerkin法和Newmark-β差分法推导了基于非分裂CFS-PML边界条件的GPR有限元方程及其时域差分离散格式.两个GPR模型的模拟结果表明:本文提出的基于辅助微分方程的非分裂CFS-PML边界条件实现方法可有效地吸收大角度入射的低频虚假反射波,提高模拟精度;相比于非频散介质,高频电磁波在频散介质中传播衰减更强、子波持续时间增大、分辨率和传播速度降低、直达波和反射波的主频更小,分析结果有助于提高实测GPR资料的解译精度. 展开更多
关键词 探地雷达 非分裂复频移完全匹配层 时域有限元法 Newmark差分
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Ground Penetrating Radar (GPR) Investigations for Architectural Heritage Preservation: The Case of Habib Sakakini Palace, Cairo, Egypt
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作者 Sayed Hemeda 《Open Journal of Geology》 2012年第3期189-197,共9页
A comprehensive Ground Penetration Radar (GPR) investigations and hazard assessment for the rehabilitation and strengthening of Habib Sakakini’s Palace in Cairo is presented herein, which is considered one of the mos... A comprehensive Ground Penetration Radar (GPR) investigations and hazard assessment for the rehabilitation and strengthening of Habib Sakakini’s Palace in Cairo is presented herein, which is considered one of the most significant architectural heritage sites in Egypt. The palace located on an ancient water pond at the eastern side of Egyptian gulf besiding Sultan Bebris Al-Bondoqdary mosque is a place also called “Prince Qraja al-Turkumany pond”. That pond had been filled down by Habib Sakakini at 1892 to construct his famous palace in 1897. The integrated geophysical survey of the palace allowed the identification of several targets of potential archaeological and geotechnical engineering interest buried in fill and silty clay in the depth range between 100 - 700 cm. the methodological development focused on Multi-Fold (MF) Ground Penetrating Radar (GPR) imaging and subsurface characterization based on integrated velocity and attenuation analysis. Eight hundred sqm of Ground penetration Radar (GPR) profiling have been conducted to monitor the subsurface conditions. 600 meters are made in the surrounding area of the Palace and 200 sqm at the basement. The aim is to monitor the soil conditions beneath and around the Palace and to identify potential geological discontinuities, or the presence of faults and cavities. A suitable single and dual antenna are used (500 - 100 MHZ) is used to penetrate the desired depth of 7 meters (ASTM D6432). The GPR is used also detect the water table. At the building basement the GPR is used to identify the foundation thickness and soil-basement interface. As well as the inspection of cracks in some supporting columns, piers and masonry walls. The GPR also was used to investigate the floors and ceilings conditions and structural mapping. The results were validated by the geotechnical and structural surveys. All these results together with the seismic hazard analysis will be used for the complete analysis of the palace in the framework of the rehabilitation and strengthening works foreseen in a second stage. 展开更多
关键词 ground Penetration Radar (gpr) Architectural Heritage PRESERVATION Site INVESTIGATIONS GEOPHYSICS Restoration of MONUMENTS
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Ground Magnetic, GPR, and Dipole-Dipole Resistivity for Landfill Investigation
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作者 Mohamed H. Khalil Noha A. Hassan 《International Journal of Geosciences》 2016年第6期828-848,共21页
Ground magnetic, ground penetrating radar (GPR), and dipole-dipole resistivity were carried out to environmentally investigate a landfill. In this context, these geophysical techniques were conducted to identify the s... Ground magnetic, ground penetrating radar (GPR), and dipole-dipole resistivity were carried out to environmentally investigate a landfill. In this context, these geophysical techniques were conducted to identify the subsurface contents of the landfill, furthermore, specify any possible leakage and/or contamination in the study area. The ground-magnetic survey carried out in the study area comprised 31 profiles each 120 m in length. Different wavelength filters were applied to the measured data. Vertical derivative, downward continuation, apparent susceptibility, band-pass, and analytical signal filters separated successfully the shallow sources. Whereas, upward continuation and low-pass Gaussian filters isolated significantly the deep magnetic sources. 3D Euler deconvolution (SI = 3) remarkably estimated the depths of the shallow sources (0 - 10 m) of the landfill contents. The conducted GPR and dipole-dipole resistivity allocated tangibly the locations and depths of the near surface anomalies. Both techniques didn’t reveal any possible leakage and/or contamination. Noteworthy, integration among magnetic, GPR, and dipole-dipole resistivity confirmed positively the results of each method. Nevertheless, some anomalies were recognized successfully by one technique and not by the others. 展开更多
关键词 Landfill Investigation ground Magnetic gpr Electric Profiling Vertical Derivatives Continuation Filter Integrated Techniques
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基于速度移动窗的最小熵法在GPR逆时偏移中的应用
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作者 席宇何 王洪华 +1 位作者 王欲成 吴祺铭 《物探与化探》 CAS 北大核心 2023年第5期1250-1260,共11页
速度是决定探地雷达(GPR)偏移成像分辨率的关键参数,基于图像最小熵与偏移相结合的方法通常将整体偏移剖面作为固定窗计算熵值曲线来估计介质速度,不但难以适用于介质非均匀分布情况,而且试速度过大或过小均会使双曲线绕射波的收敛位置... 速度是决定探地雷达(GPR)偏移成像分辨率的关键参数,基于图像最小熵与偏移相结合的方法通常将整体偏移剖面作为固定窗计算熵值曲线来估计介质速度,不但难以适用于介质非均匀分布情况,而且试速度过大或过小均会使双曲线绕射波的收敛位置溢出固定窗,降低估计精度。为此,本文利用试速度精确控制偏移剖面中的计算窗,提出了一种基于速度移动窗的最小熵法,并与逆时偏移相结合,估计最佳偏移速度。该方法通过试速度自动调整计算窗位置,可使双曲线绕射波收敛位置始终位于计算窗中心,从而获得稳定、准确的熵值曲线。将一条典型双曲线绕射波的固定窗和速度移动窗最小熵法的计算结果作对比,验证了速度移动窗的最小熵法的正确性和有效性。数值试验和实测数据测试表明:与固定窗最小熵法相比,速度移动窗的最小熵法可将双曲线绕射波收敛位置精确固定于计算窗中心,熵值曲线更稳定,计算量更小,偏移速度估计精度更高,逆时偏移成像效果更好。 展开更多
关键词 探地雷达 速度移动窗 最小熵法 逆时偏移
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基于GPRMax的道路空洞探地雷达正演模拟 被引量:1
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作者 侯海 秦彬彬 《交通节能与环保》 2023年第5期238-242,共5页
三维探地雷达作为一种新兴检测技术,具有快速、高效、无损检测等特点,广泛应用于道路病害体检测中。为快速掌握道路内部空洞在探地雷达下的电磁响应特征,本文使用基于时域有限差分方法原理的GPRMax软件,针对不同形状、不同大小及不同填... 三维探地雷达作为一种新兴检测技术,具有快速、高效、无损检测等特点,广泛应用于道路病害体检测中。为快速掌握道路内部空洞在探地雷达下的电磁响应特征,本文使用基于时域有限差分方法原理的GPRMax软件,针对不同形状、不同大小及不同填充物的空洞进行正演模拟。通过正演模拟结果,得到不同类型的雷达数据体,并分析不同类型空洞病害的雷达波场响应特征。 展开更多
关键词 探地雷达 gprMax 道路空洞 正演模拟
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盾构隧道壁后空洞典型GPR图像特征正演分析
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作者 刘海 陈峻浩 +3 位作者 孙竹妤 岳云鹏 赖思聪 孟旭 《广州大学学报(自然科学版)》 CAS 2023年第3期1-9,共9页
受环境、设计、施工以及运营等方面的影响,盾构隧道壁后常存在难以探测的空洞缺陷,危及隧道结构安全。探地雷达是盾构隧道隐蔽缺陷探测的主要方法之一,但由于盾构隧道内部双层钢筋网的屏蔽效应,导致壁后空洞的电磁响应特征不明显。为探... 受环境、设计、施工以及运营等方面的影响,盾构隧道壁后常存在难以探测的空洞缺陷,危及隧道结构安全。探地雷达是盾构隧道隐蔽缺陷探测的主要方法之一,但由于盾构隧道内部双层钢筋网的屏蔽效应,导致壁后空洞的电磁响应特征不明显。为探究不同类型壁后空洞特征,文章采用时域有限差分法,模拟探地雷达探测不同尺寸、形状的空气空洞/富水空洞,对仿真得到的特征图像进行分析,设计了模拟真实情况的盾构隧道壁后空洞模型进行实测实验,并验证仿真结论的准确性。结果表明:随着方形空洞尺寸的变化,正演模拟仿真图像中会对应呈现出双曲线、交叉状及碗状的反射特征,且其底部反射也呈现一定的变化规律;圆形空洞仿真图像均呈现曲率随空洞尺寸增大而增大的完整双层双曲线形。通过波场分析发现,钢筋会对雷达信号产生较强的干扰,电磁波在空洞内部产生多次反射,空气空洞与富水空洞中电磁波传播现象有较大差异。研究成果可为实际盾构隧道壁后空洞检测数据的解释提供参考。 展开更多
关键词 盾构隧道 空洞 探地雷达 无损检测
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基于极限梯度提升和探地雷达时频特征的水泥路面脱空识别
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作者 张军 姜文涛 +3 位作者 张云 罗婷倚 余秋琴 杨哲 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期104-114,121,共12页
针对探地雷达(GPR)数据解译依赖于人工经验,存在费时费力和主观偏差的问题,提出了基于极限梯度提升(XGBoost)和GPR时频特征的水泥路面脱空识别方法。采用正演模拟、室内试验和现场试验获得了脱空病害数据源,建立含有标签的脱空GPR数据集... 针对探地雷达(GPR)数据解译依赖于人工经验,存在费时费力和主观偏差的问题,提出了基于极限梯度提升(XGBoost)和GPR时频特征的水泥路面脱空识别方法。采用正演模拟、室内试验和现场试验获得了脱空病害数据源,建立含有标签的脱空GPR数据集;通过重采样方法统一GPR数据采样频率,并对预处理后的GPR数据进行时频域特征提取,建立了包含18个时域和12个频域特征的数据集。以时频域特征为输入,是否存在脱空病害为输出,采用XGBoost算法构建脱空识别模型,并与随机森林(RF)和人工神经网络(ANN)算法进行对比。结果表明,模型的识别准确率排序为XGBoost(98.10%)>ANN(95.10%)>RF(93.17%),XGBoost模型识别精度最高,并能在实际路面上准确定位脱空区域。 展开更多
关键词 道路养护 探地雷达(gpr) 脱空病害 极限梯度提升(XGBoost) 时频域特征
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探地雷达探测路床结构的正演模拟研究
14
作者 秦卫军 梁智超 《市政技术》 2024年第3期106-109,123,共5页
土体的相对介电常数是表征土体介电特性和极化能力的重要参数。探地雷达发射的电磁波在道路各结构层的传播规律与层间介质的介电性质紧密相关。因此,从时域有限元法原理出发,利用正演模拟软件开展了针对路床层间电磁波回波特征的正演模... 土体的相对介电常数是表征土体介电特性和极化能力的重要参数。探地雷达发射的电磁波在道路各结构层的传播规律与层间介质的介电性质紧密相关。因此,从时域有限元法原理出发,利用正演模拟软件开展了针对路床层间电磁波回波特征的正演模拟研究。研究结果表明:面层的相对介电常数对探地雷达电磁波在路床层振幅衰减的影响较小;当路床层相对介电常数为20.0、24.0,面层相对介电常数由5.0增加至6.5时,路床层振幅衰减值分别增加了0.04、0.09 V/m;当路床层相对介电常数为20.0、22.0,基层相对介电常数由7.0增加至9.0时,路床层振幅衰减值分别减少了0.85、0.81 V/m;当基层相对介电常数为7.0、7.5、8.5,路床层相对介电常数由12.0增加至30.0时,路床层振幅衰减值分别增加了1.44、1.47、1.44 V/m。 展开更多
关键词 路床结构 探地雷达 介电常数 时域有限元法 路床层振幅衰减
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基于GPRS技术的配电线路故障自动定位系统 被引量:21
15
作者 唐述宏 季涛 宋红梅 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期59-62,共4页
为解决小电流接地系统线路故障,尤其是单相接地故障的自动定位问题,提出一种实现配电线路短路故障和单相接地故障快速自动定位的新方法。该方法通过检测过流现象判断相间短路故障,通过在中性点投入中电阻增加接地故障电流有功分量的方... 为解决小电流接地系统线路故障,尤其是单相接地故障的自动定位问题,提出一种实现配电线路短路故障和单相接地故障快速自动定位的新方法。该方法通过检测过流现象判断相间短路故障,通过在中性点投入中电阻增加接地故障电流有功分量的方法实现单相接地故障的检测。故障检测信息通过通用分组无线业务(GPRS)无线通信网络上报至自动定位系统主站,主站自动定位分析软件根据各节点上报的故障检测信息,可以定位出故障所在区段。 展开更多
关键词 小电流接地系统 故障定位 故障指示器 gprS技术
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探地雷达GPR正演模拟的时域有限差分实现(英文) 被引量:51
16
作者 冯德山 戴前伟 +1 位作者 何继善 何刚 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2006年第2期630-636,共7页
近年来,随着数字处理技术和电子技术的飞速发展,探地雷达(GPR)的实际应用范围迅速扩大,现已覆盖考古、矿产资源勘探、水文地质调查、岩土勘查、无损检测、工程建筑物结构调查、军事等众多领域,解决了很多工程实际问题,成为浅层勘探的有... 近年来,随着数字处理技术和电子技术的飞速发展,探地雷达(GPR)的实际应用范围迅速扩大,现已覆盖考古、矿产资源勘探、水文地质调查、岩土勘查、无损检测、工程建筑物结构调查、军事等众多领域,解决了很多工程实际问题,成为浅层勘探的有力工具.而探地雷达的理论研究与实际的应用相比,具有明显的滞后性.但是解释人员要达到精确地对探地雷达实际资料的进行解析,必须事先了解地质体的雷达反射剖面的特征,所以作为反演与解释基础的复杂地电模型的探地雷达正演模拟技术,就成了探地雷达理论研究的主要内容之一.本文以麦克斯韦两个旋度方程为基本出发点,运用K.S.Yee的空间网格模型理论和时域有限差分法的基本原理,推导出二维空间的探地雷达正演方程组,并详细地分析了差分格式中半空间步长与半时间步长的实现方法,及其雷达波电场与磁场分量在计算机上相互关系的C程序实现.然后讨论了数值频散关系及其产生原因,通过同时考虑时域有限差分法及Yee氏网格的特点,推导出了符合探地雷达实际传播规律的理想频散关系,作者自制了探地雷达正演程序,并分别计算了Mur超吸收边界条件及无边界条件下的雷达地电模型,通过对比可知,超吸收边界条件可利用,大大地减少截断边界处的干扰波,达到用有限区域达到在无限空间传播的效果.最后作者利用自制程序,对“V”字形和同一斜面上的五个圆的两个典型的探地雷达地电模型进行了正演模拟,得到了正演剖面图,消除了边界反射后的雷达剖面能很好地指导工作人员对雷达实测剖面的地质解释,同时使正演研究更符合实际的地质情况. 展开更多
关键词 探地雷达 时城有限差分法 正演模拟
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基于GprMax正演模拟的探地雷达根系探测敏感因素分析 被引量:37
17
作者 郭立 崔喜红 陈晋 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2012年第4期1754-1763,共10页
应用探地雷达对植物根系进行探测的有效性已得到证实.但由于根系结构复杂,根围环境异质性强,针对基于探地雷达得到的根系探测数据的解读尚处于经验积累阶段.本研究首先通过对比根系探地雷达实测信号图像和模拟信号图像,证实了利用GprMa... 应用探地雷达对植物根系进行探测的有效性已得到证实.但由于根系结构复杂,根围环境异质性强,针对基于探地雷达得到的根系探测数据的解读尚处于经验积累阶段.本研究首先通过对比根系探地雷达实测信号图像和模拟信号图像,证实了利用GprMax模拟探地雷达探测植物根系的有效性.其次通过定义不同根系空间结构和电性参数场景,模拟了不同条件下根目标反射信号的差异,并对影响探地雷达探测植物根系有效性的敏感因素进行了初步分析.模拟结果有助于探地雷达野外根系探测图谱的解译,为探地雷达在植物根系探测中的应用积累经验. 展开更多
关键词 探地雷达 根系探测 正演模拟 敏感因素分析 gprMax
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基于多小波变换的GPR图象去噪方法研究 被引量:16
18
作者 邹海林 隋亚莉 +1 位作者 徐俊艳 宁书年 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期855-858,862,共5页
探讨了多小波函数及其预处理方法对探地雷达(ground penetrating radar—GPR)图象去噪性能的影响,在Donoho D L和Johnstone I M提出的小波阈值去噪方法的基础上提出了一个改进的阈值函数,并对实际的GPR图象进行阈值化处理和对比分析,结... 探讨了多小波函数及其预处理方法对探地雷达(ground penetrating radar—GPR)图象去噪性能的影响,在Donoho D L和Johnstone I M提出的小波阈值去噪方法的基础上提出了一个改进的阈值函数,并对实际的GPR图象进行阈值化处理和对比分析,结果表明选取合适的预处理方法,采用DGHM和STT多小波对GPR图象去噪可获得比其他方法更好的效果。 展开更多
关键词 多小波变换 探地雷达 图象去噪 预滤波 阈值函数
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采用不同预处理方法的GPR图象去噪效果分析 被引量:12
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作者 邹海林 宁书年 邹华胜 《地球物理学进展》 CSCD 北大核心 2005年第2期469-475,共7页
探讨了多小波预处理方法对信号去噪性能的影响,选取不同的多小波函数和不同的预处理方法,利用改进的阈值函数,对实际的探地雷达(GPR)图像进行阈值化处理和对比分析,结果表明选取合适的预处理方法,采用DGHM多小波对GPR图象去噪可获得比... 探讨了多小波预处理方法对信号去噪性能的影响,选取不同的多小波函数和不同的预处理方法,利用改进的阈值函数,对实际的探地雷达(GPR)图像进行阈值化处理和对比分析,结果表明选取合适的预处理方法,采用DGHM多小波对GPR图象去噪可获得比其他方法更好的效果. 展开更多
关键词 多小波 探地雷达(gpr) 预处理 性能分析
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基于三角形剖分的复杂GPR模型有限元法正演模拟 被引量:10
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作者 戴前伟 王洪华 +1 位作者 冯德山 陈德鹏 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期2668-2673,共6页
针对基于矩形网格剖分的时域有限差分法(FDTD)和有限单元法(FEM),对于物性参数分布复杂或几何特征不规则的模型适应性差的问题,从雷达波所满足的Maxwell方程出发,推导探地雷达(GPR)有限元波动方程,通过采用三角形网格剖分和线性插值基函... 针对基于矩形网格剖分的时域有限差分法(FDTD)和有限单元法(FEM),对于物性参数分布复杂或几何特征不规则的模型适应性差的问题,从雷达波所满足的Maxwell方程出发,推导探地雷达(GPR)有限元波动方程,通过采用三角形网格剖分和线性插值基函数,在满足时间步长与空间网格差分稳定性前提下,应用Galerkin有限单元法求解GPR波波动方程;同时为消除FEM进行GPR正演模拟时来自截断边界处的超强反射,采用透射边界条件把GPR波在截断边界处的反射波透射出去,进而压制来自截断边界处的反射波。然后,编制GPR有限元正演模拟的Matlab程序。应用该程序分别对起伏分界面、"V"字形2个复杂地电模型进行FEM正演模拟,得到基于三角形网格剖分的FEM正演模拟GPR剖面图,并把该正演模拟剖面图与常规的基于矩形剖分的FEM正演模拟剖面图进行对比,结果表明:基于三角形剖分的FEM对于复杂GPR模型的物性参数分界面拟合更好,其模拟所得的正演剖面与实际模型更相符,具有更高的模拟精度,更有利于指导雷达剖面的数据解译。 展开更多
关键词 探地雷达 有限单元 三角剖分 透射边界条件
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