一种车载式探地雷达合成孔径聚焦成像方法技术

本发明专利技术提出了一种车载式探地雷达合成孔径聚焦成像方法，涉及探地雷达成像领域。通过获取雷达剖面矩阵数据；然后提取探地雷达剖面数据中的各点位置信息；然后根据各点位置信息分别计算各点的孔径数和界面入射点坐标；然后根据各点的孔径数和入射点坐标按照预置的时延计算公式计算得到各点在对应各个孔径内的时延，寻找到各孔径对应时延的矩阵元素位置；取剖面矩阵中的任一列数据计算时延，并将各孔径被聚焦元素的位置封装为一个“塔”阵；最后将整个剖面数据按“塔”阵中描述的被聚焦元素时窗位置带入预置的合成孔径聚焦成像公式中，得到新的剖面，有效提高了横向分辨率，缩小了聚焦环境干扰的影响范围，使得雷达成像质量得到提升。提升。提升。

【技术实现步骤摘要】
一种车载式探地雷达合成孔径聚焦成像方法


[0001]本专利技术涉及探地雷达成像领域，具体而言，涉及一种车载式探地雷达合成孔径聚焦成像方法。

技术介绍

[0002]中国的轨道交通建设规模和速度处于世界第一位，伴随着轨道交通的营运，工程质量缺陷及营运健康状态等问题至关重要，特别是其中的隐蔽性结构如隧道内部状态、路基内部状态和桥梁内部结构装填等，无法用肉眼观测到其内部状态，一旦出现事故，将导致巨大的安全风险和财产损失。另外轨道交通建设一般是电气化基础设施，管理严格，对电磁监测设备干扰众多。车载式探地雷达技术是一种无损、快速且连续的内部缺陷新检测方法，这种方法采用非接触的收发天线快速向目标辐射并回收电磁波能量，能够满足轨道交通隐蔽性结构设施快速、无损的检测需求。但轨道交通检测中由于设备需搭载在轨道机车上，因而检测距离较远，这将导致雷达横向分辨率的降低，再加上检测环境中大量电磁干扰型设备(如高压电吊柱、配电箱和消防设备等)，车载式探地雷达的剖面质量被严重影响，这些都降低了回波剖面质量。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车载式探地雷达合成孔径聚焦成像方法，其特征在于，包括以下步骤：获取雷达剖面矩阵数据；提取雷达剖面矩阵数据中的各点位置信息；根据各点位置信息分别计算各点的孔径数和入射点坐标；根据各点的孔径数和入射点坐标按照预置的时延计算公式计算得到各点在对应各个孔径内的时延，并按照预置的矩阵元素时窗位置公式计算得到各孔径对应时延的矩阵元素时窗位置；取剖面矩阵中的任一列数据按上述步骤计算时延，并将该列中各点对应的各孔径被聚焦元素的位置封装为一个聚焦位置“塔”阵；将整个剖面数据中的点按“塔”阵中的矩阵元素时窗位置带入预置的合成孔径聚焦成像公式中叠加求和，得到新的剖面数据。2.根据权利要求1所述的车载式探地雷达合成孔径聚焦成像方法，其特征在于，所述根据各点位置信息分别计算各点的孔径数和入射点坐标的步骤包括以下步骤：将任一点记为点P并分别判断各点P位置是否位于空气层中，若是，则将该点P记为点A并计算该点A在空气层中的孔径数；若否，则将该点P记为点B并计算该点B在介质层中的孔径数和入射点坐标。3.根据权利要求2所述的车载式探地雷达合成孔径聚焦成像方法，其特征在于，所述计算该点A在空气层中的孔径数的步骤包括以下步骤：根据该点A的位置信息和预置的雷达参数信息采用预置的空气层孔径长度计算公式进行计算，得到点A在空气层中的孔径长度；根据点A在空气层中的孔径长度和预置的雷达参数信息采用预置的孔径数计算公式进行计算，得到点A在空气层中的初始孔径数；对点A在空气层中的初始孔径数按照预置的修正规则进行修正，得到点A在空气层中的孔径数。4.根据权利要求3所述的车载式探地雷达合成孔径聚焦成像方法，其特征在于，所述预置的空气层孔径长度计算公式为：其中，L
A
为点A在空气层中的孔径长度，a为一小于雷达天线的半功率波瓣角的角度值，z
A
为点A的垂向坐标。5.根据权利要求3所述的车载式探地雷达合成孔径聚焦成像方法，其特征在于，所述预置的孔径数计算公式为：其中，N为孔径数，L为孔径长度，Δx为相邻孔径(或道)之间距离。6.根据权利要求2所述的车载式探地雷达合成孔径聚焦成像方法，其特征在于，所述计算该点B在介质层中的孔径数和入射点坐标的步骤包括以下步骤：根据该点B的位置信息和预置的雷达参数信息采用预置的介质层孔径长度计算公式进行计算，得到点B在介质层中的孔径长度；根据点B在介质层中的孔径长度和预置的雷达天线参数信息采用预置的孔径数计算公
式进行计算，得到点B在介质层中的初始孔径数；对点B在介质层中的孔径数按照预置的修正规则进行修正，得到点B在介质层中的孔径数；将点B初始坐标和预置的雷达天...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊洪强，张绍筠，刘辉，李静，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：