探地雷达培训讲义
1：概况：
11：探地雷达技术的起源
探地雷达的原义为Grou
dPe
etrati
gRadar，简称GPR。探地雷达和探空雷达相似，它利用宽频带高频时域电磁波脉冲的反射来探测地下目标，由于探测的目标是地下物体的反射，故称之为探地雷达。目前探地雷达的频率介于106～109Hz之间。将雷达原理用于地下目标的探测，早在1910年就已经提出，当时德国学者GLeimback和Lowy曾以专利形式阐明这一问题。以后，JCCook于1960年用脉冲雷达在矿井中做了试验，其结果不尽如人意。由于电磁波在地下介质中的传播特性比空气中要复杂得多，早期的探地雷达仅在条件较简单的情形下才能获得好的结果，如在冰面及岩盐矿等介质中。探地雷达技术的发展和应用领域的扩大是随着数字处理技术的应用和发展及电子技术的提高而发展起来的，仪器信噪比的大大提高，适得获取地下弱小的目标反射成为可能，而数字处理技术的应用，又使这些弱小信息的提取成为现实。1971年Takazi和1973年Kitahra在石灰岩地区采石场的探测；1974年R．Mofey；1976M．年，1977年APA
a
和JLDavis，1978年OlhoeftDolphi
等，1979年Be
so
等所进行的工程地质探测；1975年JCCook的煤矿井探测；1982年CPKulrikse
的泥炭调查；1982年DLWright，RDWatts放射性废弃物处理调查及1982～1987年加拿大日本、美国、
1
f瑞典等报道地面和钻孔雷达用于地质构造填图、水文地质调查、地基和道路下空洞及裂缝调查、埋设物探测和水坝、隧道、堤岸、古墓遗迹探查等，表明探地雷达在这时已广泛应用于各领域。随着微电子技术的迅速发展，现在的深地雷达设备早已由庞大、笨重的结构改进为现场适用的轻便工具。目前，已推出的商用探地雷达有：美国地球物理探测设备公司（GSSI）的SIR系列，意大利RIS
雷达，微波联合公司（M／A－Cor
，I
c．）的Terrasca
MK系列，日
本应用地质株式会社（OYO公司）的GEORADAR系列，加拿大探头及软件公司（SSI）的PulseEKKO系列，瑞典地质公司（SGAB）的RAMAC钻孔雷达系统等。这些商用的探地雷达所使用的中心工作频率在10～3000MHZ范围，时窗在0～20000us。根据不同的地质条件，地面系列的探测深度约在30～50m，分辨率可达数厘米，深度符合率小于±5cm。探地雷达由于采用了宽频短脉冲和高采样率，使其探测的分辨率高于所有其它地球物理探测手段，又由于采用程控多次叠加和多波形处理等信号恢复技术，因而大大改善了信噪比和图象显示性能，多天线高速扫描接收使探测效益更高，并能同时满足不同探测精度的要求，实现r