[發明專利]一種既有建構筑物地下信息三維探測方法

在審

• 申請號: 202011424558.4
• 申請日: 2020-12-08
• 公開（公告）號: CN112526511A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 蘇建坤;張維平;楊曦
• 申請（專利權）人: 云南航天工程物探檢測股份有限公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

1.一種既有建構筑物地下信息三維探測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，在既有建筑物地表布置測線，測線方向與建筑物外沿平行；以測線方向為Y軸方向；以垂直向下方向為Z軸方向；以測線所在地表平面為XOY平面，從而確定與Y軸垂直的X軸方向，進而建立三維坐標系XYZ，三維坐標系XYZ的原點為O點；

步驟2，沿測線Y軸方向，等間距確定多個測點；地質雷達沿Y方向移動，測量方式為點測，每移動到一個測點L_i，則采用地質雷達對地下1/4空間進行掃描，得到地下空間半扇形掃描區域的探測數據；

其中，半扇形掃描區域為Z_i-L_i-C_i圍成的區域；L_i與Z_i的連線為垂直向下方向，與Z軸方向平行；L_i和C_i的連線在XOY平面，并且，Z_i-L_i-C_i圍成的半扇形掃描區域，與XOZ平面并不垂直，具有夾角α_i；通過對夾角α_i的設置，使Z_i-L_i-C_i圍成的半扇形掃描區域最大程度避開容易引起信號畸變的地下既有建構筑物；

步驟3，對于與測點L_i對應的地下空間半扇形掃描區域的探測數據，采用以下方式進行信號處理：

與測點L_i對應的地下空間半扇形掃描區域的探測數據，包括多個接收電磁波信號走時，以及與每一個接收電磁波信號走時對應的電磁場強度值；

將任意接收電磁波信號走時表示為t₁，得到對應的地下空間半扇形掃描區域上點M的三維空間坐標(x₁,y₁,z₁)：

1)測點L_i在三維空間中的坐標為(x₀,y₀,z₀)，根據接收電磁波信號走時t₁，得到電磁波信號探測深度D：

其中：

c—真空中電磁波波速；

ε_r—地下介質相對介電常數；

t₁—接收電磁波信號走時；

2)地下空間半扇形掃描區域上對應點M的三維空間坐標(x₁,y₁,z₁)為：

其中：

α_i—半扇形掃描區域與XOZ平面的夾角；

β—半扇形掃描區域上點M與測點L_i的連線，與地表XOY平面的夾角；

由此得到點M的三維空間坐標(x₁,y₁,z₁)以及對應的電磁場強度值E₁；

3)根據半扇形掃描區域上各個點的三維空間坐標和對應的電磁場強度值，繪制半扇型觀測剖面；

因此，對于測線上的每個測點，均繪制得到半扇型觀測剖面，通過相鄰扇形剖面之間的數據處理，最終得到既有建筑物地下三維空間結構的精確探測結果。

2.根據權利要求1所述的一種既有建構筑物地下信息三維探測方法，其特征在于，采用收發一體屏蔽式地質雷達進行測量。

3.根據權利要求1所述的一種既有建構筑物地下信息三維探測方法，其特征在于，地質雷達天線頻率范圍為50～400MHz。

4.根據權利要求1所述的一種既有建構筑物地下信息三維探測方法，其特征在于，地質雷達采用步進頻率式雷達天線。