[發明專利]一種城市道路地下分層結構的探地雷達介電常數預估方法

有效

• 申請號: 201710763159.2
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107678067B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 郝彤;常陽
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發明涉及一種城市道路地下分層結構的探地雷達介電常數預估方法，其特征在于，包括以下步驟：1)構建城市道路地下分層結構模型，獲取城市道路地下分層結構中每一層的介電常數；2)根據城市道路地下分層結構中每一層的介電常數計算地下分層結構的預估介電常數；3)將預估介電常數作為探地雷達的先驗參數獲取待探測物體的深度。與現有技術相比，本發明具有簡化探測人員探測經驗，同時提供科學化的準確土壤介電常數，為探測提供便利，同時通過本發明可以對現有的探底雷達探測結果進行修真等優點。

技術領域

本發明涉及城市地下設施探測領域，尤其是涉及一種城市道路地下分層結構的探地雷達介電常數預估方法。

背景技術

基于分層土壤有效介電常數解算，可用于探地雷達數據的補充，使得探地雷達探測的精度更為準確，包含分層土壤含水量的預測，有助于獲取和預估復雜土壤的介電常數，通過大量的實驗，獲取充分的先驗知識，以期建立可靠穩定的土壤電磁性質模型，為工程上的施工驗收，管線探測與監控，提供一個已知數據的地下土壤模型，在探地雷達使用過程中，介電常數得選取直接影響對待測物體深度確定。由于城市道路土壤具有鮮明的分層性，分層土壤的介電常數與每層土壤的介電常數有關，而分層土壤中電磁波的傳播速度可以用等效介電常數計算而得，所以在城市地下設施探測中，確定一個準確的土壤介電常數對于探測精度的影響很大。

目前對于土壤有效介電常數的判讀，僅僅停留在經驗性的猜測，并未有人提出對于城市道路分層土壤有效介電常數的計算方法。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種城市道路地下分層結構的探地雷達介電常數預估方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種城市道路地下分層結構的探地雷達介電常數預估方法，包括以下步驟：

1)構建城市道路地下分層結構模型，獲取城市道路地下分層結構中每一層的介電常數；

2)根據城市道路地下分層結構中每一層的介電常數計算地下分層結構的預估介電常數；

3)將預估介電常數作為探地雷達的先驗參數獲取待探測物體的深度h_real，即：

其中，t_探為探地雷達的雷達波經過的時間，c為光速，ε_a為預估介電常數。

其特征在于，所述的步驟2)中，地下分層結構的預估介電常數ε_a的計算式為：

其中，L_i為地下第i層結構的厚度，ε_i為地下第i層結構的土壤介電常數，λ_i為地下第i層結構的探地雷達波長，n為地下結構的總層數。

其特征在于，該方法還包括以下步驟：

4)對探地雷達探測到的待測物體深度進行修正，獲取修正后的實際深度。

所述的步驟3)中，

當城市道路地下分層結為雙層結構且t≤t₁時，則判斷物體所在位置的在第一層結構中，則有：

當城市道路地下分層結為雙層結構，且滿足t＞t₁時，修正后的實際深度h_real為：