[发明专利]一种路桥隧道病害雷达检测与多分量处理方法及系统

说明书

本发明公开了一种路桥隧道病害雷达检测与多分量处理方法及系统，利用多天线地质雷达快速检测路桥隧道的内部结构与病害，从雷达多分量检测数据中建立病害的电磁散射模型，提取路桥隧道病害的标识性特征，包括位置、几何属性、介电属性、谱特征及极化特征。

技术领域

本发明属于雷达检测技术领域，特别涉及一种路桥隧道病害雷达检测与多分量处理方法及系统。

背景技术

近年，随着我国经济社会快速发展，中国迎来了交通基础设施建设高峰，庞大的路桥隧道交通网标志着我国交通土建工程步伐的加快。但因地质变化、自然灾害、施工质量缺陷等原因引起的事故隐患也日益凸显，如地质情况复杂多变，常遇到滑坡、崩坍、断层、突水、空洞等地质现象；施工过程中存在质量缺陷、材料性能劣化导致回填欠实，钢筋断裂等人为损害施工质量的行为等。通常路桥隧道中发生的这些病害大多具有隐蔽性，多数情况下并不是人工肉眼能观察到的，因此很难做到对病害情况的准确揭示。如何有效检测和估计这些隐藏的病害，及时发现与评估隐患，定期检查与养护交通基础设施，对服务经济社会发展和人民群众安全便捷出行等具有非常重要的意义。

目前基于道路桥梁隧道病害的无损探测方法，通常是利用基于一维地电模型获取信息的地质雷达技术，但是此模型获得的信息有限，精确数据解释困难。其原理是对于有介电特性变化的地方，在图像中会形成一条双曲线，利用双曲线的顶点对应于介电特性变化的位置，只能指出病害存在的可能性及大致位置和范围，无法获取病害的介电和几何属性。再加上地质结构与材料的多样性，病害几何结构与电磁特性的复杂性，均向地质雷达提出了新的挑战，使得地质雷达检测技术与数据处理解释还处于不断完善之中。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种路桥隧道病害雷达检测与多分量处理方法及系统，利用多天线地质雷达快速检测路桥隧道的内部结构与病害，从雷达多分量检测数据中建立病害的电磁散射模型，提取路桥隧道病害的标识性特征。

技术方案如下：

一种路桥隧道病害雷达检测与多分量处理方法，包括以下步骤：

对多分量接收数据在时间上进行零点校准以校准天线运动速度不均匀产生的标记道数差异与直达波高低起伏；

对多分量接收数据在空间上按照打标标记进行起始位置修正；

对剖面分别进行水平与垂直尺寸调整以使水平距离和深度正常化；

获取不同极化状态下的回波数据并分别进行相位图像增强；

计算不同极化增强图像中的极化角与线性度组成去极化属性；

利用增强图像与去极化属性对病害进行位置估计与检测；

获取不同频率下的回波数据并分别进行相位图像增强；

从增强图像中估计病害位置且提取频率依赖性介电特征；

对去极化属性与频率依赖性介电特征进行融合和分类；

对多极化与多频率获取的病害位置估计进行相关判决与去冗余处理；

对病害的位置、介电特征、几何属性特征利用相似性判定进行病害的一致性解释与描述。

进一步的，所述方法将建筑体内的隐藏目标进行快速检测与多分量处理。

进一步的，所述方法使用的探测雷达是瑞克子波雷达。

一种路桥隧道病害快速雷达检测系统，包括：

设置有不同极化的多个天线且能自由伸缩和旋转角度的雷达检测装置；

设置有不同频率的多个天线且能自由伸缩和旋转角度的雷达检测装置；