[发明专利]一种基于互补格雷码的地下管线定位装置及方法

说明书

本发明涉及地球物理勘探领域，具体为一种基于互补格雷码的地下管线定位装置及方法。所述装置包括编码转换器、互补格雷码产生装置、功分器、第一放大器、发射天线、接收天线、第二放大器、可调电延迟线、光电式信号采集装置、速度传感器、触发控制装置、GPS装置、信号处理存储装置、显示装置。本发明在同一测量点分别使用互补格雷码A和补码B作为探测信号，将两次探测得到的相关信息相加，可以显著提高系统的信噪比。

技术领域

本发明涉及地球物理勘探领域，具体为一种基于互补格雷码的地下管线定位装置及方法。

背景技术

地下管线是城市赖以生存和发展的物质基础，被称为城市的“生命线”。随着城市化建设和发展，地下管线的种类和数量迅速增多，各种管线纵横交错遍布整个城市。然而，受地下管线资料错、漏和偏差较大等原因的影响，造成对地下管线分布情况误判，进而导致在施工过程中事故频发。因此，地下管线探测成为城市地下工程建设的必须环节。

在已有的管线探测方法中，探地雷达是根据电磁波在地下传播过程中遇到介质的电性质不同会发生反射的原理进行管线探测的。与其它管线探测方法相比，具有适用范围广、快速灵活、定位准确等优点。

探地雷达依据探测信号的不同主要分为：脉冲体制探地雷达、线性调频体制探地雷达和调频步进体制探地雷达。目前市场上的探地雷达产品几乎都是基于脉冲体制实现的。然而脉冲体制探地雷达存在难以同时兼顾分辨率和探测距离、受周围电磁干扰较大、对非金属管线这类弱目标探测率低的问题。线性调频体制和调频步进体制探地雷达采用大时宽带宽积信号作为探测信号，因而这两种体制探地雷达能同时兼顾分辨率和探测距离两方面的要求。此外，这两种体制的探地雷达的抗干扰性能也有一定的改善。但是，线性调频体制和调频步进体制探地雷达探测时会产生较高的距离旁瓣，从而掩盖地下弱目标的回波信号，造成目标检测率下降和虚警率增高，虽然采用旁瓣抑制技术可以抑制旁瓣，然而，旁瓣抑制是以信噪比损失及分辨率降低为代价的，因此，需要折中考虑这三方面的影响。

综上可以看出，利用探地雷达对地下管线进行定位，需要在兼顾分辨率和探测距离的同时，尽可能的抑制噪声，提高信噪比，进而提高对管线，特别是非金属管线的探测率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于互补格雷码的地下管线定位装置及方法，以提高现有探地雷达的信噪比，解决现有技术中非金属管线探测率低的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于互补格雷码的地下管线定位装置，包括编码转换器、互补格雷码产生装置、功分器、第一放大器、发射天线、接收天线、第二放大器、可调电延迟线、信号采集装置、信号处理存储装置、GPS装置、显示装置；通过编码转换器控制互补格雷码产生装置产生码A或补码B；所述码A或补码B通过与互补格雷码产生装置相连接的功分器分为探测信号和参考信号；功分器设有用于输出探测信号的第一输出端口和用于输出参考信号的第二输出端口；功分器的第二输出端口顺次连接可调电延迟线以及信号采集装置第一输入端口；功分器的第一输出端口连接有第一放大器，第一放大器的输出端连接有用于将探测信号发射至地下的发射天线；发射至地下的探测信号在管线处会发生反射形成反射信号，反射信号经接收天线接收；所述接收天线的信号输出端口顺次连接第二放大器和信号采集装置的第二输入端口；所述信号采集装置的信号输出端口连接信号处理存储装置第一输入端口；GPS装置连接信号处理存储装置第二输入端口；信号处理存储装置输出端口与显示装置连接。

进一步的，还包括触发控制装置和光电式速度传感器；光电式速度传感器与触发控制装置连接，触发控制装置输出端与信号采集装置第三输入端口连接。

触发控制装置和光电式速度传感器能够保证精确地探测到同一地点的码A和补码B分别做为探测信号获得的相关信息，可以使信噪比进一步提高。