一种浅层对地雷达信号去除地面波的方法技术

本发明专利技术公开了一种浅层对地雷达信号去除地面波的方法，包括：对连续的雷达波形按等时窗进行采样；单通道雷达在运行时产生n个雷达信号Ascan，并标记为道雷达波bscan；寻找道雷达波bscan中的任一雷达信号Ascan的位置k，所述位置k对应的信号幅值的绝对值大于预设的阈值、且为局部波峰/波谷；对位置k进行检查调整，若位置k

【技术实现步骤摘要】
一种浅层对地雷达信号去除地面波的方法


[0001]本专利技术涉及对地雷达信号处理
，尤其是一种浅层对地雷达信号去除地面波的方法。

技术介绍

[0002]理想情况下，浅层探地雷达设备工作时候是紧贴地面，采集到的雷达波数据从地面开始。然而在实际情况下，为了防止在雷达设备的磨损，雷达设备会涉及离地面一定距离，而在工作状态中，由于雷达各通道接收装置安装有可能不在一个水平面上、工作时地面不平、搭载设备自身的颠簸等原因，在一个切片图中，各ascan上表现出离地面不同距离，如图1所示，图1为雷达数据的局部切片，从图中可以看出：每个雷达ascan数据都有一截几乎完全没有波动。根据经验，认为该段数据为发射装置到地表的距离，上图中可以明显看出各雷达Ascan到地面波的位置存在波动。这种状况下，对雷达成像、以及测量目标离地面的距离都有影响。
[0003]目前，现在技术中除去地面直达波的方式主要包括以下两种：
[0004]第一，将直达波的信号直接移除，更深层的信号数据直接往上移动，相当于改变了一个Ascan的有效数据量；其缺点在于，其适用于探地雷达静止的状态，在连续运动状态下，其距离随时发生改变，那么，采用直接移除方法是明显不适用探地雷达的直达波的长度是波动的。
[0005]第二，直达波与地面产生的信号波动直接去掉，每个Ascan的数据量不变，改变了地面位置的值；如杨秋芬等人的《探地雷达信号直达波的去除》；再如专利公开号为“CN107479042A”、专利名称为“一种表层岩溶带空间蓄水能力的估算方法”的中国专利技术专利，其通过分析得到的第一个波峰处的直达波时间，把直达的开始位置移至零点处。
[0006]因此，急需要提出一种逻辑简单、计算工作量少的浅层对地雷达信号去除地面波的方法。

技术实现思路

[0007]针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种浅层对地雷达信号去除地面波的方法，本专利技术采用的技术方案如下：
[0008]一种浅层对地雷达信号去除地面波的方法，所述地雷达信号由n个单通道雷达波形组成，并记为Ascan；所述n为大于0的自然数；所述浅层对地雷达信号去除地面波的方法，包括以下步骤：
[0009]对连续的雷达波形按等时窗进行采样，任一等时窗内的任一雷达信号Ascan含有m个采集点；所述m为大于0的自然数；
[0010]所述单通道雷达在运行时产生n个雷达信号Ascan，并标记为道雷达波bscan；
[0011]寻找道雷达波bscan中的任一雷达信号Ascan的位置k，所述位置k对应的信号幅值的绝对值大于预设的阈值、且为局部波峰/波谷(即临近k+1和K-1的位置信号幅值绝对值比
当前位置小)；
[0012]对位置k进行检查调整，若位置k-a至k+a之间存在信号幅值的绝对值大于位置k的信号幅值的绝对值，则进行更新波峰/波谷的位置点；否则，将位置k作为波峰/波谷的位置点；所述a为大于1的自然数；
[0013]将任一雷达信号Ascan的波峰/波谷的位置点顺序排列得到波峰/波谷集合序列K；
[0014]对波峰/波谷集合序列K进行平滑处理，并移除地面波。
[0015]进一步地，所述对波峰/波谷集合序列K进行平滑处理，并移除地面波，包括以下步骤：
[0016]求得波峰/波谷集合序列K的一阶导数DiffK；
[0017]从波峰/波谷集合序列K的起始位置开始采用滑动窗依次取一个子序列subDiffK；所述子序列subDiffK的长度为大于1的自然数：
[0018]若subDiffK[0]＝0，则不检查该子序列，取下一个子序列检查；所述subDiffK[0]表示波峰/波谷集合序列K的起始位置的一阶导数；
[0019]若subDiffK[0]＝Val，则在波峰/波谷集合序列K中查询一个位置点u，其subDiffK[u]＝-val；所述Val为不等0的数；所述u的值小于子序列subDiffK的长度；将subDiffK[1]到subDiffK[u]对应的序列赋值成subDiffK[0]＝0时的序列：以移除任一雷达信号Ascan中从信号开设至计算的地面波位置的信号，完成地面波移除工作。
[0020]优选地，所述预设的阈值的取值为6000。
[0021]优选地，所述a取值为10。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0023](1)本专利技术采用直接去除地面波的方式，其逻辑简单、计算工作量少，并且除去准确；
[0024](2)本专利技术对波峰/波谷集合序列进行平滑处理，并利用一阶导数的方式判断并除去地面波，其好处在于，其通过导数判断不平滑的部分，是否为真实情况，若为虚假的不平滑部分，平滑掉，使最开是计算的K序列更加可靠。
[0025](3)本专利技术通过预设预设信号幅值阈值，并进行波峰/波谷的位置点更新，保证波峰/波谷查找更可靠；
[0026]综上所述，本专利技术具有逻辑简单、去除可靠、计算工作量少等优点，在对地雷达信号处理
具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0028]图1为现有技术中某一滑动窗下的雷达数据的切片图。
[0029]图2为图1采用直接移除后的雷达数据的切片图。
[0030]图3为图1采用改变地面位置后的雷达数据的切片图。
[0031]图4为本专利技术去除地面直达波之前的雷达数据图。
[0032]图5为本专利技术去除地面直达波之后的雷达数据图。
具体实施方式
[0033]为使本申请的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0034]实施例
[0035]如图4至图5所示，本实施例提供了一种浅层对地雷达信号去除地面波的方法，其包括以下步骤：
[0036]第一，在整个雷达数据中，由n个单通道雷达波形组成，记为雷达数据Ascan，在数字信号中，对连续的雷达波形按等时窗进行采样，每个Ascan有m个采样点，一般情况，m取256或者512。其中，雷达数据Ascan某一个位置的k的值记为Ascan[k]，其中，0≤k≤m，雷达数据Ascan的每个值，都在一个范围内，该范围由雷达设备决定，本实施例中-32768<Ascan[k]<32767；
[0037]第二，单通道雷达在运行过程中，产生n个Ascan数据，记为一个bscan，由于去除地面波主要由于地底目标的测距和雷达数据的展示，而一般较少展示单个雷达数据，并且本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅层对地雷达信号去除地面波的方法，其特征在于，所述地雷达信号由n个单通道雷达波形组成，并记为Ascan；所述n为大于0的自然数；所述浅层对地雷达信号去除地面波的方法，包括以下步骤：对连续的雷达波形按等时窗进行采样，任一等时窗内的任一雷达信号Ascan含有m个采集点；所述m为大于0的自然数；所述单通道雷达在运行时产生n个雷达信号Ascan，并标记为道雷达波bscan；寻找道雷达波bscan中的任一雷达信号Ascan的位置k，所述位置k对应的信号幅值的绝对值大于预设的阈值；对位置k进行检查调整，若位置k-a至k+a之间存在信号幅值的绝对值大于位置k的信号幅值的绝对值，则进行更新波峰/波谷的位置点；否则，将位置k作为波峰/波谷的位置点；所述a为大于1的自然数；将任一雷达信号Ascan的波峰/波谷的位置点顺序排列得到波峰/波谷集合序列K；对波峰/波谷集合序列K进行平滑处理，并移除地面波。2.根据权利要求1所述的一种浅层对地雷达信号去除地面波的方法，其特征在于，所述对波峰/波谷集合序列K进行平滑处理，并移除...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄敏，余世杰，刘天恒，杨辉，桂仲成，
申请(专利权)人：上海圭目机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：