[發明專利]基于雙頻反投影法的探地雷達目標位置預測方法

在審

• 申請號: 202110947796.1
• 申請日: 2021-08-18
• 公開（公告）號: CN113687427A
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 余世杰;劉斐;桂仲成
• 申請（專利權）人: 上海圭目機器人有限公司
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12;G01V3/38
• 代理公司: 重慶卓茂專利代理事務所(普通合伙) 50262
• 代理人: 許沖

本發明公開了基于雙頻反投影法的探地雷達目標位置預測方法，包括：采用兩種不同頻率、且具有定位信息的探地雷達對目標區域同時進行檢測，并分別采集獲得探地雷達數據；對探地雷達數據進行預處理；根據探地雷達數據的主瓣信息，求取響應幅度，并得到還原位置信息后的雷達圖像；根據探地雷達的定位信息和雷達圖像位置，還原目標區域內的目標物體位置信息；疊加兩種不同頻率的探地雷達的雷達圖像，并得到目標物體真實的位置。通過上述方案，本發明具有邏輯簡單、準確可靠等優點，在探地雷達處理技術領域具有很高的實用價值和推廣價值。

技術領域

本發明涉及探地雷達處理技術領域，尤其是基于雙頻反投影法的探地雷達目標位置預測方法。

背景技術

探地雷達(Ground Penetrating Radar)是利用電磁波探測地下目標，通過分析目標信號的特征來提取目標的性質、形狀等信息。在現有的技術中，可以實現地下目標探測的技術有很多，例如核、重力場、電磁感應和超聲波等。但探地雷達(GPR)在應用時有明顯的優越性，相比于其他技術，它的優越性具體表現在探測費用低、探測速度快、探測過程連續、探測目標范圍廣(可以探測非金屬和金屬)、分辨率高、操作方便靈活等。近年來，探地雷達一直是國際學術討論的熱點之一。它在國防、公路、城市建設、公安、鐵路、運輸、礦山、機場、考古、隧道、水利等諸多領域得到了很大的關注，在各個領域，探地雷達都表現出了十分廣闊的應用前景。

探地雷達的探測深度及探測分辨率與雷達天線的發射頻率有關。一般來說，雷達天線的發射頻率越高，則探地深度越淺，探測分辨率越高，而實際需要的是探測深度足夠的情況下，探測分辨率高。因此，在部分場景中，會考慮使用多種頻率的探地雷達進行探測，在深度和探測分辨率上進行綜合考慮，從而對目標位置進行預測。

然而，探地雷達在工作時，其工作環境復雜多變，導致接收機接收到的回波信號包含各種各樣的背景雜波以及包含目標信息的衍射和多次反射，使得辨認目標正確位置的回波十分困難，這就需要抑制非目標波束，以提取所需的目標回波信號。因此，還原目標原始波形，從而預測目標位置是探地雷達圖形解譯分析的重要工作。

因此，急需要提出一種邏輯簡單、準確可靠的基于雙頻反投影法的探地雷達目標位置預測方法，以利用同一個區域不同頻率探地雷達的信息來進行目標位置預測，保證最終預測效果的精確性。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的在于提供基于雙頻反投影法的探地雷達目標位置預測方法，本發明采用的技術方案如下：

基于雙頻反投影法的探地雷達目標位置預測方法，其包括以下步驟：

采用兩種不同頻率、且具有定位信息的探地雷達對目標區域同時進行檢測，并分別采集獲得探地雷達數據；

對探地雷達數據進行預處理；

根據探地雷達數據的主瓣信息，求取響應幅度，并得到還原位置信息后的雷達圖像；

根據探地雷達的定位信息和雷達圖像位置，還原目標區域內的目標物體位置信息；

疊加兩種不同頻率的探地雷達的雷達圖像，并得到目標物體真實的位置。

優選地，對探地雷達數據進行預處理，包括零點調節、零偏去除、背景消除、數據濾波和圖像增強。

進一步地，根據探地雷達數據的主瓣信息，求取響應幅度，并得到還原位置信息后的雷達圖像，包括以下步驟：

所述響應幅度為任一探地雷達數據的采樣點實際上的幅度值，其表達式為：

RA_A,k＝Ascan_k(t＝t_A,k)

其中，RA_A,k表示第k個探地雷達數據上第A個采樣點的響應幅度；