浅谈探地雷达在地下管线探测中的应用_开题报告

一、文献综述

（一）国内研究现状

   探地雷达，又名地质雷达，在国外它的名称很多，有ground penetrating radar、ground probing radar、geo radar、subsurface radar、earth sounding radar等，但国内大部分都使用探地雷达这一词，国外也基本上统一为ground penetrating radar(GPR)。探地雷达是一种高效的浅层地球物理探测技术，它通过发射高频电磁脉冲波，利用地下介质电性参数的差异，根据回波的振幅、波形和频率等运动学和动力学特征来分析和推断介质结构和物性特征。与探空雷达不同，探地雷达使用的频率一般低于前者，其理论研究主要是电磁波在有耗介质中的传播，由于介质的不均匀性、各向异性、强衰减性等，其复杂程度较之探空雷达要大得多。与传统的地球物理方法相比，探地雷达具有快速便捷、操作简单、抗干扰和场地适应能力强、探测分辨率高等方面的优势[1]，因而该技术一面世便受到工程物探界的普遍重视。特别是自20世纪70年代以来，随着计算机和微电子技术的飞速发展，探地雷达无论是在仪器设备，还是数据处理等方面都得到普遍提高，其应用范围不断扩大，已广泛应用于地质、工程、资源、环境、军事等方面。但从目前的应用情况看，探地雷达存在的问题较多，面对我国工程建设中大量的疑难问题总显得有些力不从心。因而探地雷达在我国的工程建设中一直难以充当重要角色。

我国的探地雷达仪器研制始于70年代初期,其中地质矿产部物探研究所、煤炭部煤炭科学院重庆分院、大连理工大学、西安交大、矿业大学等高等院校和研究部门均做过探地雷达仪器研制和野外试验工作，但大都停留在理论研究或样机研制阶段，未能商品化；另外北京一家房地产公司投资于高新技术行业，于1995年合资成立北京爱迪尔国际探测技术有限公司，开始推出CBS系列探地雷达，后由于研发力量和资金投入缺少连续性，近几年逐渐退出市场；北京市康科瑞工程检测技术有限责任公司最近与中国科学院电子学研究所合作开发KON-LD工程雷达，并已研发出样机和两种天线，开始进入市场销售。

从80年代中期开始，我国开始进行实质性的探地雷达技术的研究和试验，最初源于军事地雷的探测。在军队和有关部委的持续支持下，中国电波传播研究所（由国防科工委在1963年组建）经过十几年的研制攻关，在雷达硬件设备、信号处理、目标成像等方面取得重大进展和突破，特别是成功地实现了对地下目标的三维层析成像，大大提高了分辨率和清晰度，使探地雷达在信号处理和成像技术方面进入了世界领先行列。目前，探地雷达系列产品已从LT-1、LT-1A、LTD-3、LTD-3R、LTD-10、LTD-2000型发展到便携式LTD-2100/2200探地雷达，并且可适配不同型号的十种天线。该产品所有控制都通过界面友好的中文菜单进行，操作简便、可靠性高，既可用于对公路面层等浅层工程的检测，又可以实现对地下较深层目标的探测，应用领域现已遍及城市建设、交通、考古、农田、水利、环保、公安和国防等部门。

（二）国外研究现状

 在国外将雷达原理用于探地，早在1910年就已提出，然而只是在高频微电技术以及计算机数据处理方法迅速开展的今天，这项技术才获得本质性的进展。现在在国外，探地雷达不仅在探测装备上高度集中了现代技术领域的成就而得到了极大的改善，它的应用领域也正在迅速开拓。美国、加拿大、瑞典、日本以及西欧等国正大力开发这一技术，服务业务也日益增多。有关该项技术方面的应用成果和文章，已频繁地出现在一些期刊、专门会议文集以及各种地球物理国际学术会议的报告中。目前国内仪器公司代理经销的主流进口商用探地雷达有美国地球物理探测设备公司（GSSI）的SIR系列，彼岸科技代理的加拿大探头及软件公司（SSI）的PulseEKKO系列，北京新衡运代理的瑞典地质公司（SGAB）的RAMAC系列，北京康泰克代理的意大利RIS系列，由于这些仪器都需经代理商向国外厂家订购，费用中无一例外要包括出厂价、保险费、运输费、关税、报关费、经销商的高额利润等项目，导致国外仪器价格昂贵，均在50~100万人民币左右，并且供货及售后服务周期长，维修成本昂贵。

二、^范文提纲

一、概述

（一）地下管线的现状

（二）地下管线探测的目的和意义

二、 各种地下管线探测的方法及特点

（一）直接法和插钎口法

（二）电探测法

（三）磁探测法

（四）CCD法

（五）地震波映像法

三、 探地雷达的介绍

（一）探地雷达技术的发展及应用现状

（二）探地雷达的原理

（三）DETECTOR DUO探地雷达的描述

四、 探地雷达探测成图相关理论介绍

（一）RTK介绍

（二）数字测图技术

五、 案例分析——探地雷达对北京建筑工程学院道路下的管线进行探测研究

（一）探地雷达对地下管线进行探测的步骤

（二）成图方法的探究

六、总结

七、参考文献

三、参考文献

[1]    贺颖，王振东.工程物探在我国的发展前景

[2]    徐绍铨《GPS测量原理及应用》，武汉大学出版社，2003

[3]    全球定位系统(GPS)测量规范  GB/T 18314-2001

[4]    张正禄 司少先等 地下管线探测和管网信息系统 测绘出版社 2007

[5]    黄丁发 熊永良 GPS卫星导航定位技术与方法 科学出版社 2009

[6]    周建郑 GPS定位原理与方法 黄河水利出版社 2005

[7]    潘正峰 数字测图原理与方法 武汉大学出版社 2004

[8]    王惠滚 探地雷达概论 地球科学出版社 1993

[9]    张鸿升 地下管线探测原理、方法与技术 中国矿业大学出版社1998

[10]   陈秀忠，城市建设测量，测绘出版社，2008

[11]   孔祥元，《控制测量学》，测绘出版社

[12]   李青岳，《工程测量学》，武汉大学出版社，2008

[13]   全球定位系统(GPS)测量规范  GB/T 18314-2001

[14]   建设部，全球定位系统城市测量技术规程（CJJ73－97），1997

[15]   刘文建、黄声享、林剑， CORS系统组网方案探讨[J]， 测绘信息与工程2006（02）