[发明专利]一种地质成像雷达综合信号处理方法、系统、终端及介质

说明书

本发明涉及地质成像雷达技术领域，具体为一种地质成像雷达综合信号处理方法、系统、终端及介质，通过对获取地质雷达所接收的回波信号进行预处理，并对预处理后的回波数据同时进行目标检测处理和三维成像处理，有效的识别出煤岩分界曲面，提供煤岩界面高精度的三维点云数据，为指导采煤机设备自动调节等智能开采决策控制提供基础数据。通过对目标检测处理和三维成像处理的数据结果进行匹配分析处理，提高了地质成像雷达智能化功能。

技术领域

本发明涉及地质成像雷达技术领域，具体为一种地质成像雷达综合信号处理方法、系统、终端及介质。

背景技术

常规的地质雷达一般用于城市建筑工程质量监控、高速公路、机场跑道质量无损检测、地下管道线路的监测、地质灾害、隧道探测、考古挖掘等方面。其信号处理过程就是对回波信号成出二维或三维的探测图像，然后再由人工对地质雷达探测图像进行判读。这种人工判读雷达回波图像的方式易一方面受判读人员主观性、经验性影响；另一方面对人工的依赖性决定了常规地质雷达无法用于智慧矿山的无人化开采工作。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种地质成像雷达综合信号处理方法、系统、终端及介质，以解决现有技术书中无法实现地质成像雷达综合信号处理的智能化功能、雷达回波图像监测准确性低的技术问题。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种地质成像雷达综合信号处理方法，包括如下步骤：

步骤1，获取地质雷达所接收的回波信号进行预处理；

步骤2，对预处理后的回波数据同时进行目标检测处理和三维成像处理；

步骤3，对目标检测处理和三维成像处理的数据结果进行匹配分析处理，当数据结果匹配，则完成地质成像雷达综合信号处理工作。

优选的，地质雷达所接收的回波信号包括目标回波信号、地表直接反射产生的回波信号、直接耦合信号和干扰噪声信号。

优选的，步骤1中，对地质雷达所接收的回波信号进行预处理，包括如下步骤：

步骤11，对回波信号进行噪声抑制；

步骤12，对噪声抑制后的回波信号进行射频干扰抑制；

步骤13，对射频干扰抑制后的回波信号进行直达波去除，得到回波数据。

优选的，步骤2中，对预处理后的回波数据进行目标检测处理，包括如下步骤：

S1，计算回波数据功率谱；

S2，根据回波数据的功率谱跟踪回波数据最小值；

S3，利用回波数据的功率谱和回波数据的最小值的比率来计算得到目标存在概率；

S4，通过目标存在概率计算时频平滑参数；

S5，通过时频平滑参数计算得到噪声功率谱的估计值；

S6，对回波数据功率谱与噪声功率谱的估计值进行比对，当某个距离单元中的回波数据功率谱大于噪声功率谱的估计值时，该距离单元中的回波数据功率谱为目标回波数据。

优选的，步骤2中，对预处理后的回波信号进行三维成像处理，包括如下步骤：

L1，提取一组收发阵元所对应一个频点的回波数据中每个接收时段的首个采样值组成序列；并对序列进行FFT快速算法后，进行频点内信号积累，取谱峰位置对应的频谱值作为该频点的输出；

L2，重复步骤1，遍历该组收发阵元所对应所有频点的回波数据，获取每个频点相对应的频谱值，构成多点的步进频信号，对步进频信号进行IFFT快速傅里叶逆变换处理，得到频点间的合成回波信号；