[發(fā)明專利]一種多級濾波嵌套振幅增益的地質(zhì)雷達(dá)信號恢復(fù)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010594936.7
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111812609A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐小平;田中英;郭培虹;劉生榮;杜輝;白運
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心（西北地質(zhì)科技創(chuàng)新中心）
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 北京易捷勝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰;李會娟

本發(fā)明涉及一種多級濾波嵌套振幅增益的地質(zhì)雷達(dá)信號恢復(fù)方法，包括：首先，對待處理的地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行前期編輯與修飾性處理后，進(jìn)行一次寬頻帶濾波與振幅恢復(fù)，對信號進(jìn)行整體信號增強；再根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)天線主頻進(jìn)行針對性主頻濾波與信號增強，即可實現(xiàn)的目標(biāo)信號與深部信號增強與提取。本發(fā)明可實現(xiàn)在信號衰減較快地區(qū)(如黃土地區(qū))正常信號的恢復(fù)及雷達(dá)探測的深部信號恢復(fù)，亦可實現(xiàn)對孔洞、根系等特殊信號的增強與提取，進(jìn)而大大提高地質(zhì)雷達(dá)的精細(xì)化探測深度，可廣泛應(yīng)用于城市地下空間探測、根系探測、空洞探測、管道探測等淺層精細(xì)化探測領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理，是一種廣譜性極高的信號恢復(fù)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)信號修復(fù)技術(shù)，尤其涉及一種多級濾波嵌套振幅增益的地質(zhì)雷達(dá)信號恢復(fù)方法。

背景技術(shù)

地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)被廣泛用于城市地下空間探測、管道探測、根系探測、基巖探測、黃土孔隙及其他工程勘查領(lǐng)域，具有輕便、快捷、探測精度高、分辨率高的特點，但由于其信號衰減較快，探測深度較淺一直是這項技術(shù)最大問題。

為了解決上述問題，業(yè)內(nèi)人士主要通過采用相對較低的頻段天線以達(dá)到探測更深的目的，但這是一種以犧牲分辨率為代價的方法，當(dāng)對小目標(biāo)進(jìn)行探測時容易漏失相對應(yīng)信號；若不犧牲分辨率則需要對深部信號進(jìn)行恢復(fù)處理。實踐表明，若進(jìn)行單次信號恢復(fù)，深部信號大多無太大改觀，若進(jìn)行多次增益，則容易將干擾信號放大到與主信號在同一水平，為后期干擾信號消除與主信號保留造成極大困難。故而，在本領(lǐng)域內(nèi)，開發(fā)有效的弱信號恢復(fù)技術(shù)以實現(xiàn)保分辨率的大深度勘探一直是地質(zhì)雷達(dá)探測的一個前沿性課題。另外，一些特殊信號(如燕尾狀信號)的提取與識別已依耐于較為有效的信號恢復(fù)技術(shù)，不恰當(dāng)振幅恢復(fù)往往造成信號變形或呈現(xiàn)其他信號，進(jìn)而影響對特殊目標(biāo)體的識別。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點、不足，本發(fā)明提供一種多級濾波嵌套振幅增益的地質(zhì)雷達(dá)信號恢復(fù)方法，其解決了在地質(zhì)雷達(dá)勘探中弱雷達(dá)信號與深部雷達(dá)信號無法正確恢復(fù)的技術(shù)問題。

(二)技術(shù)方案

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：本發(fā)明實施例提供一種多級濾波嵌套振幅增益的地質(zhì)雷達(dá)信號恢復(fù)方法，包括：

S1、對前期處理后的地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)的剖面進(jìn)行能量衰減反向增益的處理，獲得一次整體信號恢復(fù)的數(shù)據(jù)一；

S2、對所述數(shù)據(jù)一進(jìn)行一維截斷濾波，獲取去除超高頻和超低頻信號的數(shù)據(jù)二；

S3、根據(jù)目標(biāo)數(shù)據(jù)的屬性選擇對應(yīng)目標(biāo)信號的增益處理技術(shù)，對所述數(shù)據(jù)二進(jìn)行增益處理，獲取增益處理后的數(shù)據(jù)二；

S4、采用指定頻率的帶通濾波對增益處理后的數(shù)據(jù)二進(jìn)行處理，獲取恢復(fù)有深部信號和弱信號的地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)，所述地質(zhì)雷達(dá)數(shù)據(jù)中包括所述目標(biāo)數(shù)據(jù)。

可選地，S2中一維截斷濾波對應(yīng)濾波器的頻率設(shè)置為所用地質(zhì)雷達(dá)天線主頻的1/10-5倍之間。

可選地，在S3中，若目標(biāo)信號為水平層狀的信號或斜向的信號，則采用能量衰減反向增益技術(shù)進(jìn)行增益處理；

若目標(biāo)信號為燕尾狀的信號，則采用幾何發(fā)散補償增益技術(shù)進(jìn)行增益處理。

可選地，在S4中，以雷達(dá)天線主頻為中心，設(shè)置帶通濾波對應(yīng)濾波器的低頻剪切頻率F1在0.6-0.7倍所用的地質(zhì)雷達(dá)天線主頻之間，設(shè)置帶通濾波對應(yīng)濾波器的低通頻率F2為0.8-0.9倍主頻，設(shè)置帶通濾波對應(yīng)濾波器的高通頻率F3為1.4-1.6倍主頻之間，設(shè)置帶通濾波對應(yīng)濾波器的高頻剪切頻率F4為2.0-2.2倍主頻之間，其中，F(xiàn)1F2F3F4；

相應(yīng)地，采用指定頻率的帶通濾波包括：低頻剪切頻率F1、低通頻率F2、高通頻率F3和高頻剪切頻率F4的帶通濾波。

可選地，S1之前，方法還包括：