简单建筑物结构透视是指在建筑物外部通过一定的测量手段获得相应的实验数据,通过对数据的分析和处理,得到建筑物的几何分布情况。获取精确的建筑物几何结构对于反恐救援、军事行动和抢险救灾等多种场景都有非常重要的意义。本文基于电磁波在建筑物中的传播规律,分析了三种透射电磁波传播路径的求解方法,研究了非破坏性方法提取建筑物反射系数的可行性。采用粒子群算法结合实测反射系数反演了大理石板的电参数。研究了基于实测多径时延数据的建筑物外尺寸的获取方法,将电参数反演结果与透射时延数据结合实现了建筑物的厚度求解。本文的主要研究成果如下:1.从麦克斯韦方程组出发,推导了电场的波动方程的解。分析了电磁波在平面分界面和分层介质中的传播规律,研究了不同入射角、不同极化方式和不同电参数情况下电磁波的反射系数与透射系数的变化规律以及其频域变化情况,为透射模型的建立和建筑物反射系数提取提供了理论依据。2.研究了电磁波在建筑物中的传播规律。根据收发天线位置的不同,基于费马原理研究了电磁波穿过建筑物后可能出现的三种透射传播路径的求解方法。研究了基于精确的透射电磁波传播路径的建筑物场景下功率覆盖与路径损耗的预测问题。最终将精确计算的传播路径与近似方法获得的传播路径在不同情况下产生的功率覆盖与接收时延的结果进行了对比。3.基于超宽带系统的基本理论,研究了超宽带系统测量介质反射系数的基本原理,分析了系统测试过程中可能出现的误差并提出了相应的解决方法。实际测量了几组介质的反射回波信号,并将其时域和频域结果进行展示。根据几组实测数据的结果,分析了使用时间窗分离法获取反射系数的可行性与局限性。根据粒子群算法的基本原理,仿真了不同情况下电参数的反演结果,为后续实测电参数反演做好准备。将理论研究结合实测结果,反演了典型的建筑物材料(大理石板)的电参数。4.结合前文内容,给出了建筑物几何结构反演方案。明确了反演程序的输入与输出数据,仿真了不同建筑物信息以及不同收发天线位置的建筑物结构反演结果。研究了单房间几何结构反演方法推广到多房间、多楼层建筑物结构反演的可行性,指出了两种情况的异同。给出了不同情况下的正向透射问题的处理方法。