[发明专利]一种既有建构筑物地下信息三维探测方法

权利要求书

1.一种既有建构筑物地下信息三维探测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，在既有建筑物地表布置测线，测线方向与建筑物外沿平行；以测线方向为Y轴方向；以垂直向下方向为Z轴方向；以测线所在地表平面为XOY平面，从而确定与Y轴垂直的X轴方向，进而建立三维坐标系XYZ，三维坐标系XYZ的原点为O点；

步骤2，沿测线Y轴方向，等间距确定多个测点；地质雷达沿Y方向移动，测量方式为点测，每移动到一个测点L_i，则采用地质雷达对地下1/4空间进行扫描，得到地下空间半扇形扫描区域的探测数据；

其中，半扇形扫描区域为Z_i-L_i-C_i围成的区域；L_i与Z_i的连线为垂直向下方向，与Z轴方向平行；L_i和C_i的连线在XOY平面，并且，Z_i-L_i-C_i围成的半扇形扫描区域，与XOZ平面并不垂直，具有夹角α_i；通过对夹角α_i的设置，使Z_i-L_i-C_i围成的半扇形扫描区域最大程度避开容易引起信号畸变的地下既有建构筑物；

步骤3，对于与测点L_i对应的地下空间半扇形扫描区域的探测数据，采用以下方式进行信号处理：

与测点L_i对应的地下空间半扇形扫描区域的探测数据，包括多个接收电磁波信号走时，以及与每一个接收电磁波信号走时对应的电磁场强度值；

将任意接收电磁波信号走时表示为t₁，得到对应的地下空间半扇形扫描区域上点M的三维空间坐标(x₁,y₁,z₁)：

1)测点L_i在三维空间中的坐标为(x₀,y₀,z₀)，根据接收电磁波信号走时t₁，得到电磁波信号探测深度D：

其中：

c—真空中电磁波波速；

ε_r—地下介质相对介电常数；

t₁—接收电磁波信号走时；

2)地下空间半扇形扫描区域上对应点M的三维空间坐标(x₁,y₁,z₁)为：

其中：

α_i—半扇形扫描区域与XOZ平面的夹角；

β—半扇形扫描区域上点M与测点L_i的连线，与地表XOY平面的夹角；

由此得到点M的三维空间坐标(x₁,y₁,z₁)以及对应的电磁场强度值E₁；

3)根据半扇形扫描区域上各个点的三维空间坐标和对应的电磁场强度值，绘制半扇型观测剖面；

因此，对于测线上的每个测点，均绘制得到半扇型观测剖面，通过相邻扇形剖面之间的数据处理，最终得到既有建筑物地下三维空间结构的精确探测结果。

2.根据权利要求1所述的一种既有建构筑物地下信息三维探测方法，其特征在于，采用收发一体屏蔽式地质雷达进行测量。

3.根据权利要求1所述的一种既有建构筑物地下信息三维探测方法，其特征在于，地质雷达天线频率范围为50～400MHz。

4.根据权利要求1所述的一种既有建构筑物地下信息三维探测方法，其特征在于，地质雷达采用步进频率式雷达天线。