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

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010594936.7
• 申請(qǐng)日: 2020-06-28
• 公開（公告）號(hào): CN111812609A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐小平;田中英;郭培虹;劉生榮;杜輝;白運(yùn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)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(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41
• 代理公司: 北京易捷勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰;李會(huì)娟

本發(fā)明涉及一種多級(jí)濾波嵌套振幅增益的地質(zhì)雷達(dá)信號(hào)恢復(fù)方法，包括：首先，對(duì)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(duì)信號(hào)進(jìn)行整體信號(hào)增強(qiáng)；再根據(jù)地質(zhì)雷達(dá)天線主頻進(jìn)行針對(duì)性主頻濾波與信號(hào)增強(qiáng)，即可實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)信號(hào)與深部信號(hào)增強(qiáng)與提取。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)在信號(hào)衰減較快地區(qū)(如黃土地區(qū))正常信號(hào)的恢復(fù)及雷達(dá)探測(cè)的深部信號(hào)恢復(fù)，亦可實(shí)現(xiàn)對(duì)孔洞、根系等特殊信號(hào)的增強(qiáng)與提取，進(jìn)而大大提高地質(zhì)雷達(dá)的精細(xì)化探測(cè)深度，可廣泛應(yīng)用于城市地下空間探測(cè)、根系探測(cè)、空洞探測(cè)、管道探測(cè)等淺層精細(xì)化探測(cè)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)處理，是一種廣譜性極高的信號(hào)恢復(fù)方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)信號(hào)修復(fù)技術(shù)，尤其涉及一種多級(jí)濾波嵌套振幅增益的地質(zhì)雷達(dá)信號(hào)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(cè)、管道探測(cè)、根系探測(cè)、基巖探測(cè)、黃土孔隙及其他工程勘查領(lǐng)域，具有輕便、快捷、探測(cè)精度高、分辨率高的特點(diǎn)，但由于其信號(hào)衰減較快，探測(cè)深度較淺一直是這項(xiàng)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(duì)較低的頻段天線以達(dá)到探測(cè)更深的目的，但這是一種以犧牲分辨率為代價(jià)的方法，當(dāng)對(duì)小目標(biāo)進(jìn)行探測(cè)時(shí)容易漏失相對(duì)應(yīng)信號(hào)；若不犧牲分辨率則需要對(duì)深部信號(hào)進(jìn)行恢復(fù)處理。實(shí)踐表明，若進(jìn)行單次信號(hào)恢復(fù)，深部信號(hào)大多無(wú)太大改觀，若進(jìn)行多次增益，則容易將干擾信號(hào)放大到與主信號(hào)在同一水平，為后期干擾信號(hào)消除與主信號(hào)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(hào)恢復(fù)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)保分辨率的大深度勘探一直是地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的一個(gè)前沿性課題。另外，一些特殊信號(hào)(如燕尾狀信號(hào))的提取與識(shí)別已依耐于較為有效的信號(hào)恢復(fù)技術(shù)，不恰當(dāng)振幅恢復(fù)往往造成信號(hào)變形或呈現(xiàn)其他信號(hào)，進(jìn)而影響對(duì)特殊目標(biāo)體的識(shí)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(diǎn)、不足，本發(fā)明提供一種多級(jí)濾波嵌套振幅增益的地質(zhì)雷達(dá)信號(hào)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(hào)與深部雷達(dá)信號(hào)無(wú)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(shí)施例提供一種多級(jí)濾波嵌套振幅增益的地質(zhì)雷達(dá)信號(hào)恢復(fù)方法，包括：

S1、對(duì)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(hào)恢復(fù)的數(shù)據(jù)一；

S2、對(duì)所述數(shù)據(jù)一進(jìn)行一維截?cái)酁V波，獲取去除超高頻和超低頻信號(hào)的數(shù)據(jù)二；

S3、根據(jù)目標(biāo)數(shù)據(jù)的屬性選擇對(duì)應(yīng)目標(biāo)信號(hào)的增益處理技術(shù)，對(duì)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(duì)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(hào)和弱信號(hào)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?cái)酁V波對(duì)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(hào)為水平層狀的信號(hào)或斜向的信號(hào)，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(hào)為燕尾狀的信號(hào)，則采用幾何發(fā)散補(bǔ)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(duì)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(duì)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(duì)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(duì)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：