地质雷达使用与操作2.docx

地质雷达使用与操作2地质雷达仪的操作与保养0.0前言：作为近十余年来发展起来的地球物理高新技术方法，地质雷达以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵敏方便、剖面直观、实时图象显示等优点，备受广大工程技术人员的青睐。现已成功地应用于岩土工程勘察、工程质量无损检测、水文地质调查、矿产资源研究、生态环境检测、城市地下管网普查、文物及考古探测等诸多领域，获得了显著的探测效果和社会经济效益，并在工程实践中不断完善和提高，在工程探测领域应用不断被拓宽。就目前市场上而言，地质雷达厂家主要有加拿大ERROR，美国SIR系列，瑞典MALA，国产青岛中科院光电所等等，其设备主要部件都是操作平台，仪器主机，以及配套雷达三大块。目前国内各种地质雷达使用研发已相当成熟，不同厂家的仪器性能不断改善和优化。相信在以后工程实践中，地质雷达会应用越来越光，且越来越适应各类不同的现场条件。我公司引进的是瑞典MALA公司生产的RAMAC/GPR地质雷达，现主要介绍该仪器的使用及其小知识。首先仪器硬件部分，仪器操作平台为IBM笔记本电脑，分收集软件GROUNDVISION和分析处理软件REFLAXW软件；雷达主机为同步收集系统和高频模块；雷达的发射和收集天线为集成天线，目前购置了1.2GHZ屏蔽天线，500MHZ屏蔽天线，100MHZ屏蔽天线，50MHZ非屏蔽天线共四种。通过在不同的工作领域合理调配不同的天线，再辅以不同的辅助设备，比方隧道中的脚架，提升车，公路上的拖车，水上物探上的木船，或者防水密闭管等等，使工作更便捷，应用效果更准确。雷达的基本操作应当讲比拟傻瓜型，使用起来应该讲比拟容易上手，在实践中应当遵循（城市工程地球物理规范）等国家，行业标准，以及仪器本身操作指南，使测试工作安排，测线布置，采样方式，测试精度，测试效果，以及测试成果等等知足工程技术要求。1.0基础篇一、软件安装1、计算机开机时，首先进入BIOS设置如IBM按F1进入，其它参阅计算机使用手册将并口设置为ECP方式，端口地址设为0378。2、假如是WindowsXP或2000操作系统，应在控制面板中进入设备管理器，在并口属性中的端口设置栏：挑选源方案选择“使用指派给此端口的任何中断，并选择“使用即插即拔设备；在资源栏：输入/输出范围选“0378-037F3、使用软件安装光盘，点击“setup进行安装，根据安装提示进行安装即可。二、雷达操作使用1、先将电池装到主机和天线上，将光纤分别与主机和天线相连，将并口数据线与主机和计算机相连。2、打开主机和天线上的电源开关。3、运行Groundvision软件4、当软件的F5为红点时，表明系统已经连接好，按F5进入参数选择界面。5、选择文件要保存的子目录，取文件名。选择使用的天线，触发方式，点击setting进行参数设置。6、设置采样频率、样点数、迭加次数、采样间距等参数。7、按“OK，再按“Startmeasurement进行数据收集。8、数据收集完成后，按F6或ESC键结束数据收集，退出Groundvision软件9、关闭主机和天线的电源开关，关闭计算机，将光纤和数据线取下。三、雷达的保养1、雷达使用前，要对电池进行充电，充至充电器的指示灯为绿色即可。2、电池不要充电时间过长或完全用完再充电，随用随充即可。3、雷达使用时要注意保护光纤和光纤接口，用完后及时将光纤套和接口帽套上，以免进入灰尘，影响数据传输。4、雷达使用完后，要及时将电池取下。5、将电子单元与天线连接时或安装电池时，一定不要让接口处有水。6、雷达超过半年不用时，要将电池充满电，并将系统连接起来在室内收集一个小时。7、雷达在现场使用完毕后，要注意盘点配件能否齐全，以保证下次能顺利使用。以上就是雷达使用的简单流程：值得注意的是对仪器的保护，应当讲作为精细仪器，十分注意他的正确操作使用，由于传输信号线为光缆材料，很容易折断，这点尤为重要。其次，开机步骤应该是先天线按钮，后主机按钮，然后是电脑收集按钮，关机循序应当是先电脑，后主机最后天线。否则会引起仪器元件损耗。再有不同频率天线对应不同的收集频率，收集频率应当大于天线频率，当然也不能过高，一般为10倍，如下表，过高会导致同步模块烧掉。另外一点是仪器保养，外业工作千万不能在雨天进行，不能过含水区域。否则会使电子元件短路，不小心受潮应当及时烘干，切不可有污渍，要经常用凡士林或干净面纸对仪器外表擦拭，接口处要用空气球吹掉灰尘。这条同任何其他精细仪器一样。仪器率定：应当每半年对仪器进行率定，十分是仪器的步长滑轮，应当对的步长刻度进行校正。在操作CUII和天线的经过中都要特别小心，避免对设备的生硬操作和冲撞。在运输经过中，CUII和天线都应被适当的安顿在运输容器中。为保护光纤，要及时清理灰尘和脏物。测量结束后，请检查仪器并包在运输箱中。假如可能，应给电池充电，假如电池要闲置存放较长时间，应偶然给它们充电。下面列出了一些常见故障和我们建议您采取的行动。假如根据这些建议仍然不能解决，请和鑫衡运公司联络。2.0提高篇作为一个技术人员，首先应当对本身所要探求的目的体应当有认识，不能地质环境对应着不同的岩土参数，有些能够应用地质雷达识别出来，有些则不能，需要辅以其他物探方法或者用其他手段解决问题。第二是对本身所拥有的地质雷达的效能有把握，到底能够解决多深的问题，能够探测多大的目的体，误差是多少，什么原因造成效果不好。这是技术人员需要考虑问题。Groundvision操作：用户界面GroundVision的用户界面与其它Windows软件一样，它支持多种文件和一样文件的多种显示方式。文件打印也和其它Windows软件一样。1.2.1主窗口它也称为应用窗口，该窗口包括应用菜单，信息窗口，工具栏，状态栏和雷达程序窗口。主窗口能够缩小，放大或变成任何尺寸。1.2.2状态栏状态栏由用户管理，主窗口决定状态栏尺寸。用户能够操纵雷达剖面和道显示窗口，并能够改变窗口尺寸。状态栏能够显示不同窗口，并显示哪个窗口是激活的。1.2.3菜单菜单内容随文件能否打开而变化，所有不能使用的选项是灰色的。1.2.4工具栏工具栏都使用按钮，每个按钮都是菜单命令的快速键，即每个按钮对应一个菜单项选择项。假如一个按钮是灰色的，则其菜单是不可用的。在菜单的选项中选择用户工具栏，用户能够本人定义工具栏。1.2.5雷达剖面雷达剖面是收集的雷达数据的图像。假如图像大于窗口尺寸，能够用滚动条来滚动垂直或水平图像。在剖面的某一道上点击左键，能够在道显示区显示该道；点击右键显示弹出菜单，它包括剖面的一些命令。当鼠标在剖面内移动时，剖面信息菜单将显示实际道数，采样点数，深度时间和位置时间。1.2.6道显示道显示用来显示用户确定的某一道，当滚动道显示窗口时，它显示剖面左侧的道。道显示用键盘的键来开关。使用鼠标能够把水平方向定义成任何尺寸。在菜单的window下选择道窗口并移动鼠标，点击左键确定尺寸。1.3文件格式用GroundVision收集时会产生两个文件，一个是数据文件.rd3,另一个是道头文件(.rad)。数据文件是16位二进制文件，它包含采样值。道头文件是文本文件，它包含采集的参数信息。不要编辑和保存道头文件，否则会在文件信息中产生错误。从DOS程序GPR.EXE获得的RAMAC/GPR数据文件能够用GroundVision出图，滤波和打印。假如文件是复制来的或从其它计算机或光盘得来的，必须将数据文件和道头文件一起考贝。当保存滤波设置，调色盘，GPS和标记时，GroundVision会产生其它文件类型。下面为文件类型列表：.RD316位二进制数据文件.RAD道头文件.COR从GPS得到的坐标文件.MKN标记文件有1到9九种颜色码和名称.MRK由X3MCorder产生的标记文件.FIL保存的滤波参数.PAL保存的调色盘设置本章介绍最必要的收集，视图和打印雷达图像的步骤。下面为五个最基本的步骤，具体描绘见第三章。2.1开机首先，确认硬件已正确连接，电源已打开。工具栏的StartF5变为红色，表明电源已打开，与控制单元的通讯已正常工作。假如该钮没有变成红色，按自动测试键F9，5秒钟内F5会变成红色，否则ECP通讯，光纤和电缆连接或电源的某一个会出现错误。2.2收集要进行单道收集，在菜单的File下CTRLN选择NewSinglechannelmeasurement或StartF5键。在NewProfile对话窗中选定文件名，途径，天线和触发方式。按Startmeasurement(CtrlM)开场收集。按Stop(F6)或在菜单Measurement下选择Stop停止收集，当收集停止时，雷达剖面向前滚动，并显示剖面的开场部分。Groundvison两大必杀技：鼠标右键1调色板：雷达图本身本省类似于地震映像为波列图，合适专业人士看图，对于报告最后，需要采用不同调色板能够突出要表达的信息。如图：PALETTE2滤波：MALA的一个好处是收集系统自带简单处理功能，这个功能很很强，很实用。对于浅部测试：常用直流滤波，自动增益和巴斯滤波；对于深部探测则需增加底部放大和道平衡，但并不是固定每次都要用，还是根据现场测试效果。此外，在SCALE中，需要调整幅度和深度，由于仪器默认是初至在30点，传播速度100us,实际测试中，不同介质介电常数对于不同电磁波速度，应当有所变化，这个在后面实例中有介绍。介质电导率S/m相对介电常数速度(m/s)空气01300干沥青0.01-0.12-4212-150湿沥青0.001-0.16-12122-86干粘土0.1-12-6212-122湿粘土0.1-15-40134-47干煤0.001-0.013.5160湿煤0.001-0.18106干混凝土0.001-0.014-40150-47湿混凝土0.01-0.110-2095-67淡水106-0.018133淡水冰104-103-4150干花岗岩108-106-5134湿花岗岩0.001-0.017113干灰岩108-106-7113湿灰岩0.01-0.18106永久冻土105-0.014-8150-106干结晶盐104-0.014-7150-113干沙107-0.0012-6212-122湿沙0.001-0.0110-3095-54干砂岩106-105-2-5212-134湿砂岩104-0.015-10134-95海水1008133海水冰0.01-0.14-8150-106干页岩0.001-0.014-9150-100饱和页岩0.001-0.19-16100-75硬雪106-105-6-12122-86粘性干土0.01-0.14-10150-95粘性湿土0.001-110-3095-54干壤土104-103-4-10150-95湿壤土0.01-0.110-3095-54干沙土104-0.014-10150-95湿沙土0.01-0.110-3095-54REALAXW操作：用户界面作为一个分析软件，应当讲广泛应用于地震，地质雷达。但对RAMAC/GPR地质雷达的收集资料处理并不让人等待。很多滤波功能，并没有凸显出异常，反而隐没了地质雷达。REALAXW体如今有一维，二维滤波处理功能，层位追踪，分层显示，0REFLEXW软件用户指南0.0REFLEXW不同的单元0.1程序/项目的组织构造0.2一些普遍的意见0.3输入和初次显示GPR数据GPR=Groundpentratingradar地下探测雷达0.3.1输入GPR数据0.3.2显示数据0.4对输入数据滤波0.4.1一般普通的整体滤波0.4.2单道数据文件的滤波0.4.3同滤波带通下不同的二维数据的滤波。带通设置0.5REFLEXW中的抽道拾取0.5.1拾取单个物件提取目的0.5.1.1沿一条剖面提取曲线0.5.1.2文件在X，Y坐标下显示0.5.1.3多个文件的抽取道的管理和输出0.5.2REFLEXW内提取不同的反射波0.5.2.1一般流程0.5.2.2提取一道明晰的反射波0.5.2.3根据速度文件实现时间-深度转换打开分层显示板0.5.2.4综合各道提取的反射波确定分层模型0.5.2.5实现分层显示结果的输出0.6坐标系0.6.1二维剖面修正0.6.2采用GPS定位系统的坐标系0.6.2.1创立GPS坐标系0.6.2.1手动追踪GPS坐标系0.6.2.1.1提取0.6.2.1.2二维数据分析下查看项目0.6.2.1.3数据处理项目0.6.2.1.4三维数据解释0.7地震折射波的数据解释0.7.1输入数据，提取起跳点二维数据分析模型下完成0.7.2显示拾取点的旅行时间二维旅行时间分析模型下完成0.8地震反射波的数据解释0.8.1输入数据二维数据分析模型下完成0.8.2构建几何关系二维数据分析模型下完成0.8.3滤波预处理二维数据分析模型下完成0.8.4速度分析和校正二维数据分析模型下完成0.9REFLEXW内三维数据的解释0.9.1创立三维数据文件0.9.1.1无修改的输入后三维文件的生成0.9.1.1.1由相应的二维初始曲线生成三维的文件0.9.1.1.2由初始的三维文件生成三维的文件0.9.1.2由reflexw的二维文件格式生成三维的文件(三唯数据解释范围内)0.9.1.21由无修改的二维曲线生成三维文件0.9.1.2.2由自由分布的二维曲线生成三维文件0.9.1.3三维数据文件结果0.9.2处理三维数据文件(通过二维数据分析)0.9.3.10.9.3.1导入一个三维文件0.9.3.2通过使用滚动菜单项显示三维数据文件0.9.3.3通过视窗口菜单项显示三维数据文件0.9.3.4通过三维效果显示三维数据文件0.10reflexw建模和层析成像工具入门0.10.1模型生成0.10.1.1创立一个模型0.10.1.2改变现有的模型l0.10.2有限元(fd)建模0.10.3射线追踪0.10.4层析成像0.10.4.1提取旅行时间数据和格式种类0.10.4.2实现层析成像的扫描0.10.4.3层析成像反射信号的接收0.11单个或多个独立的CMP文件的CMP分析1.0二维数据分析1.1文件菜单1.1.1交互式选项1.2球型菜单1.2.1球型设置1.3绘图菜单1.4视图菜单1.5输入菜单1.5.1输入1.5.2输入文件详述1.5.3输入控制选项1.5.4输入格式详述1.5.5输入样式转换1.5.6输入控制面板1.5.7输入时间/备注详述1.5.8exabyte公司内核的数据库(radan磁带)1.6输出菜单1.7绘图选项1.7.1绘图设置1.7.2点形式属性1.7.3波形形式属性1.7.4手动缩放和增大1.7.5增益/滤波绘图1.7.6低能选项绘图1.8打印菜单1.8.1打印选项11.8.2打印尺寸1.8.3打印选项21.8.4前置1.8.5控制面板1.8.6横向打印1.8.7打印预览1.9文件页眉编辑1.9.1页眉页码1.9.2页眉时间讲明1.9.3页眉输入1.9.4页眉文件名讲明1.9.5页眉控制面板1.9.6途径编辑1.9.6.1途径tabella1.10数据处理菜单1.11.一维滤波1.11.1.1平均值滤波(meanfilter)1.11.1.2中值滤波(medianfilter)1.11.1.3巴特沃斯频率域bandpassfrequency1.11.1.4巴特沃斯带通滤波(bandpassbutterworth)1.11.1.5滤波/随时间而定(filter/timedependent)1.11.1.6凹型滤波/频率域(notchfilter/frequ)1.11.1.7反褶积(deconvolution)1.11.1.8反褶积/构成(deconvolution/shape)1.11.1.9去平均值(subtract-mean(dewow)1.11.1.10去直流漂移(subtract-dc-shift)1.11.1.11相互关crosscorrelation1.11.1.12自相关autocorrelation1.11.1.13再取样resampling1.11.1.14沃斯带通walshbandpass1.11.2增益1.11.2.1AGC增益1.11.2.2能量衰减1.11.2.3增益函数1.11.2.4增益加减1.11.2.5电压补偿:/docsj/doc/28211d1714791711cc791731.htmlpensation1.11.2.6手动增益(y)1.11.2.7手动增益(x)1.11.2.8视窗比例增益(x)1.11.2.9x轴衰减db1.11.3静校正/剔除道1.11.3.1静校正1.11.3.2动校正1.11.3.3移动初始时间1.11.3.4剔除道1.11.3.5时间剪切1.11.3.6校正最大相位1.11.3.7校正提取的相位1.11.3.8两个层的层面校正1.11.3.9地形校正1.11.3.10叠加压制噪声1.11.4declipping/arithmeticfunction1.11.4.1declipping1.11.4.2算法函数1.11.5复杂途径分析/特殊分析1.11.5.1复杂途径分析1.11.5.2途径范围1.11.5.3移动窗口范围1.11.5.4反色1.11.5.51派生1.11.5.6综合1.11.5.7翻转1.11.6traceinterpolation/resorting途径1.11.6.1markerinterpol1.11.6.2traceincr-resampling1.11.6.3makeequidist.traces1.11.6.4fixtracelength确定剖面长度1.11.6.5yflipprofile1.11.6.6xflipprofile1.11.6.7resort-traceheader1.11.6.8resort-traceheader1.11.6.9yo-yosection1.11.6.10traceinterpol3dfile1.11.6.11xflip3dfile1.11.6.12shift3dfile1.11.6.13create3densembles1.11.7edittrace/traceranges1.11.7.1移动remove1.11.7.2移动排列removerange1.11.7.3修改interpolate1.11.7.4求根extract1.11.7.5替换replace1.11.7.6反向reversepolarity1.11.7.7归零settozero1.11.7.8duplicate1.11.7.9move1.11.7.10插入剖面insertprofile1.11.7.11mixprofile1.11.7.12combinefilesf.CMP1.11.7.13合并文件mergefiles1.11.7.14insertzerotrace1.11.7.15mergeintimedir1.11.7.16removezerotrace1.11.8二维滤波2d-filter1.11.8.1滑动平均runningaverage1.11.8.2抽取平均道subtractingaverage1.11.8.3去除背景backgroundremoval1.11.8.4averagexy-filter1.11.8.5medianxy-filter1.11.8.6压缩compress1.11.8.7扩张expand