[发明专利]一种地质雷达信号定量分析方法及系统

说明书

本发明公开一种地质雷达信号定量分析方法及系统。方法包括：获取地质雷达信号；对地质雷达信号进行滤波，确定雷达图像中的被测目标；对被测目标进行提取，得到多个被测目标反射波信息的单道信号；根据所用地质雷达的天线脉冲函数类型，选取或构造相应的定量分析用最优小波基；采用最优小波基对各单道信号进行处理，得到多个细节系数成分时间‑模值曲线；采用小波奇异性分析法确定各细节系数成分时间‑模值曲线中的多个被测目标反射波；运用小波模极大值法和多个被测目标反射波确定局部模极大值点坐标；运用双程走时公式和局部模极大值点坐标计算不同所述被测目标反射波之间的距离。采用本发明的方法或系统能够对地质雷达信号实现精确的定量分析。

技术领域

本发明涉及工程质量无损检测领域，特别是涉及一种地质雷达信号定量分析方法及系统。

背景技术

地质雷达无损检测技术广泛应用于隧道衬砌结构、道路路基结构和铁路路基结构的工程质量检测。在地质雷达剖面图中，运用已有的地质雷达信号处理方法，工程病害能够被有效识别出。目前，反褶积技术主要通过压缩雷达子波获取反射系数序列来提高地质雷达信号的图像分辨率，并在一定程度上能够提高信号的定量分析精度。反褶积技术主要建立在反射系数为白噪声序列和雷达子波为最小相位的假设前提上的，但是在实际工程信号中反射系数序列并非白噪序列，各反射波也并非最小相位，加之受反射波相干现象和回波噪声的影响，反褶积法在定量分析方面的精度和稳定性普遍较差，很难通过雷达信号对病害区的几何尺寸和空间位置进行精确定位。

在混凝土验收规范、桥梁检测规范和隧道衬砌安全评定规定中，质量缺陷和工程病害的划分都有精确的量化指标，而这些量化指标均要求地质雷达等无损检测技术提供精确的分析结果。因此为了满足规范中精确评估工程病害的需求，亟需提出一种地质雷达信号定量分析方法及系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种地质雷达信号定量分析方法及系统，能够对地质雷达信号实现精确的定量分析。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种地质雷达信号定量分析方法，所述方法包括：

获取地质雷达信号；

对所述地质雷达信号进行滤波，确定雷达图像中的被测目标；

对所述被测目标信号进行提取，得到多个含有被测目标反射波信息的单道信号；

根据所用地质雷达的天线脉冲函数类型，选取或构造相应的定量分析用最优小波基；

运用最优小波基对各所述单道信号进行处理，得到多个细节系数成分时间-模值曲线；

运用小波奇异性分析法确定各所述细节系数成分时间-模值曲线中的多个被测目标反射波；

运用小波模极大值法和多个所述被测目标反射波确定局部模极大值点坐标；

运用双程走时公式和所述局部模极大值点坐标计算不同所述被测目标反射波之间的距离。

可选的，所述采用最优小波基对各所述单道信号进行处理，得到多个细节系数成分时间-模值曲线，具体包括：

采用所述最优小波基中的尺度函数和小波函数对所述单道信号进行分解，得到细节系数成分；

采用所述最优小波基中的对偶尺度函数对所述细节系数成分进行重构，得到细节系数成分时间-幅值曲线；

根据模值法对所述细节系数成分时间-幅值曲线进行计算，确定细节系数成分时间-模值曲线。

可选的，所述运用小波奇异性分析法，确定各所述细节系数成分时间-模值曲线中的多个被测目标反射波，具体包括：

根据小波分析对信号奇异性的识别能力，确定各反射波的奇异性，从而确定个被测目标反射波。