[发明专利]探地雷达考古探测地面物体干扰快速识别方法

说明书

技术领域

本发明方法属于探地雷达考古勘探技术领域，尤其涉及一种能快速识别地面以上物体产生的电磁波干扰。

背景技术

探地雷达以其高分辨率、高效、无损等优点，成为科技考古中一种有用的浅层地球物理探测方法。由于探地雷达考古探测时常会采用非屏蔽天线，此种天线发射的电磁波部分能量在空中传播。空气中电磁波衰减很小。地面以上物体如铁块、电线、铁丝网、建筑物等产生的电磁波干扰会叠加在地下有效信号上，且与有效信号相比，干扰能量强，甚至有可能掩盖有效信号。随着工业化和城市化进程的加快，地面以上物体产生的电磁波干扰是探地雷达考古勘探工作面临的主要问题之一。故需要有一种能简便快速识别这种干扰的技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种探地雷达考古探测时，能快速识别地面以上干扰源产生的电磁波干扰的方法。

对测区建立空间坐标系，坐标系建立时以发射天线所在测线为                                               轴，测线起点为原点，地面垂直测线为轴，垂直地面向下为轴建立直角坐标系。

本发明方法的具体实施步骤：

步骤(1).获得干扰源位置参数；

    1-1.当干扰源为点源类型时，点源干扰源Q点坐标为（），获得点源干扰源Q在测线上投影点，并测量投影点在测线上的位置a；测量点源干扰源Q在地面上投影点到测线的距离b，测量点源干扰源Q到地面的垂直距离c；

   1-2.当干扰源为线源类型时，线源干扰源用过线源上任意点（）且与非零矢量平行的直线表达;在线源干扰源上任取一定距离的两点和，然后参照步骤1-1点源干扰源Q参数获取方式获得两点的坐标（）和（），非零矢量中，

                 （1）

    所述的  、、为单位方向矢量；            

1-3.当干扰源为面源类型时，面源干扰源S的方程为，且不同时为0；在面源干扰源S上任意选取三个不共线的点、和，然后参照步骤1-1点源干扰源Q参数获取方式获得三点的坐标（）、（）和（），并通过以下方程组来获得面源干扰源S的4个参数：

                                 （2） 

                    

根据平面方程相关数学定理，上述方程组中可设，为任意不为0的常数。

步骤(2).计算干扰时距曲线；

探地雷达考古探测时常采用剖面法测量，发射天线和接收天线的相对位置保持不变，沿测线同步移动；发射天线和接收天线的天线距离为，且发射天线和接收天线的连线与轴夹角为，，设发射天线坐标为（），接收天线坐标为（）。

2-1. 如果干扰源为点源类型， 

  （3）

其中为电磁波在空中的传播速度，为点源干扰源产生的干扰电磁波的初至时间；

2-2. 如果干扰源为线源类型， 

（4）

其中：为线源干扰源产生的干扰电磁波的初至时间；

  ；

2-3. 如果干扰源为面源类型，

当发射天线和接收天线在面源干扰源的两侧或有一个在面源时，， 

当发射天线和接收天线在面源干扰源的同侧时，

  （5）

其中为面源干扰源产生的干扰电磁波的初至时间；

步骤(3).识别地面干扰；

将野外探地雷达考古探测所得数据进行成图和计算所得干扰时距曲线成图进行比对，并从实测剖面上识别出干扰。

本发明方法有益效果如下：

对地面物体干扰的计算与识别，具有快速、简便、结果直观等优点。基本可以在获得计算参数的同时，就能快速简便的计算出相应的干扰曲线，易于在考古数据采集现场进行干扰识别。

上述的干扰计算式（3）～（5），可以为探地雷达考古探测时，地面干扰源产生的干扰的压制，提供有用的基础。

附图说明

图1为采集数据时，获取点源干扰源参数的示意图；

图2为实例1中干扰源的情况；

图3（a）为图2中考古探地雷达测线所得的剖面；

图3（b）为根据式（3）计算的结果；

图4为实例2中干扰源的情况；

图5（a）为图4中考古探地雷达测线所得的剖面；

图5（b）为根据式（4）和式（5）计算的结果。