【摘 要】
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随着城市基础设施建设的不断完善,地下管网也随之变得越来越错综复杂,给城市管理和维护工作带来了诸多不便。在工程维护施工工作中,由于地下管网资料年久造成关键信息不完整或丢失资料情况时有发生,使得管线被挖断的事故频繁出现,轻则造成停水停电,重则发生爆炸等严重事情发生。因此,对地下管线的精确定位在地下管网日常维护、维修中起着举足轻重的作用。探地雷达作为一种无损的检测方法,具有测量精度高、操作简单等优点,被
【基金项目】
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国家自然科学青年科学基金项目:“极化混沌雷达实现非金属管线的高灵敏度探测”(41604127); 山西省自然科学青年基金项目:“面向非金属管线的高灵敏探测的新型探地雷达技术研究”(201801D221185);
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随着城市基础设施建设的不断完善,地下管网也随之变得越来越错综复杂,给城市管理和维护工作带来了诸多不便。在工程维护施工工作中,由于地下管网资料年久造成关键信息不完整或丢失资料情况时有发生,使得管线被挖断的事故频繁出现,轻则造成停水停电,重则发生爆炸等严重事情发生。因此,对地下管线的精确定位在地下管网日常维护、维修中起着举足轻重的作用。探地雷达作为一种无损的检测方法,具有测量精度高、操作简单等优点,被广泛应用于管线探测中。通过探地雷达成像技术,可以对地下管线位置进行直观信息显示,便于施工人员对地下管线的解译工作。本文针对传统时域后向投影成像算法在成像时存在杂波干扰严重的缺点,提出一种基于加权相关的后向投影算法,并将其应用于混沌探地雷达中,进行了地下管线的探测。论文的主要工作内容如下:(1)总结和分析了传统时域后向投影成像算法和不同改进型后向投影算法,提出一种基于加权相关的后向投影算法,将其应用于探地雷达中。(2)建立了地下管线探测的混沌探地雷达仿真模型,将混沌信号作为探测信号源,分析了其时序、自相关性和功率谱特性。对混沌探地雷达的定位原理、数据预处理方法进行了说明,并详细介绍了所提出的加权相关的后向投影成像算法,将加权相关后向投影算法应用于混沌探地雷达中,理论验证所提算法的可行性。(3)搭建了混沌脉冲位置调制信号作为探测信号的雷达实验系统,结合加权相关后向投影成像算法进行了地下管线的探测,并与不同改进型的后向投影成像算法进行了比较,结果显示加权后向投影算法能显著抑制杂波的干扰。将该算法应用于步进频连续波探地雷达系统中,结果证明所提成像方法具备应用于其它体制雷达的潜力。进一步,在相同探测条件下,将混沌探地雷达与步进频连续波探地雷达进行了比较,实验结果证明混沌探地雷达具备探测更深目标的能力。
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