近年来为了适应经济发展和社会需求,国家着重加大了对公路建设的投入,公路建设的发展状况直接影响着国民经济的发展。公路路基的质量检测是公路建设中最重要的一环,路基检测结果对公路的建设与养护有着指导性作用。探地雷达方法以其高效、连续、无损等优点已在国内外被广泛应用于路基质量检测中,但目前对检测后期路基雷达图像的解译技术还不够完善。本文基于探地雷达方法研究了路基检测技术,以期对检测后期路基雷达图像的解译算法加以补充,提出有效的路基病害区域定位技术。本文根据路基结构特点和路基病害基本特征,首先对路基雷达回波数据进行了数值仿真,接着使用仿真数据开展了路基雷达回波数据处理算法的研究。提出了主成分分析和均值滤波相结合的杂波抑制方法进行回波图像预处理;提出了改进的频谱残差法进行路基病害区域的准确定位;引入马尔科夫链理论实现了路基基层的层位信息追踪。最后研制了路基检测回波数据处理软件。在图像预处理方面,分析了路基雷达回波信号中所含杂波的特征,将直达波、耦合波及噪声等杂波按照能量大小的特征分为两类,提出了改进的主成分分析法对雷达回波图像进行预处理,有效地抑制了杂波和噪声,极大地提升了路基雷达回波图像质量,为下一步的病害区域定位及层位追踪提供了有利条件。在路基病害区域定位方面,提出了一种基于多分辨率单演小波分析的频谱残差新方法,来提取雷达图像中的感兴趣区域,提高了路基病害区域的定位精度。该算法综合考虑了路基病害区域雷达回波信号的特征,通过多分辨率单演小波分析算法提取出路基雷达图像的振幅分量,再使用视觉显著性检测领域的频谱残差法对雷达振幅分量图进行处理,该方法不需要先验知识,能够准确快速地提取路基雷达回波图像的感兴趣区域,定位出路基病害区域。在路基基层层位追踪方面,研究了路基雷达回波信号时延所隐含的马尔科夫链理论,并基于该理论实现了路基基层层位信息的检测与追踪。仿真及实测数据结果均显示出本课题所用算法处理效果良好、结果准确。最后本文研制了基于探地雷达的路基检测回波数据处理软件,实现了路基雷达信号的常用数据处理方法以及本文所提出的算法等功能。