[发明专利]一种城市道路地下分层结构的探地雷达介电常数预估方法

说明书

本发明涉及一种城市道路地下分层结构的探地雷达介电常数预估方法，其特征在于，包括以下步骤：1)构建城市道路地下分层结构模型，获取城市道路地下分层结构中每一层的介电常数；2)根据城市道路地下分层结构中每一层的介电常数计算地下分层结构的预估介电常数；3)将预估介电常数作为探地雷达的先验参数获取待探测物体的深度。与现有技术相比，本发明具有简化探测人员探测经验，同时提供科学化的准确土壤介电常数，为探测提供便利，同时通过本发明可以对现有的探底雷达探测结果进行修真等优点。

技术领域

本发明涉及城市地下设施探测领域，尤其是涉及一种城市道路地下分层结构的探地雷达介电常数预估方法。

背景技术

基于分层土壤有效介电常数解算，可用于探地雷达数据的补充，使得探地雷达探测的精度更为准确，包含分层土壤含水量的预测，有助于获取和预估复杂土壤的介电常数，通过大量的实验，获取充分的先验知识，以期建立可靠稳定的土壤电磁性质模型，为工程上的施工验收，管线探测与监控，提供一个已知数据的地下土壤模型，在探地雷达使用过程中，介电常数得选取直接影响对待测物体深度确定。由于城市道路土壤具有鲜明的分层性，分层土壤的介电常数与每层土壤的介电常数有关，而分层土壤中电磁波的传播速度可以用等效介电常数计算而得，所以在城市地下设施探测中，确定一个准确的土壤介电常数对于探测精度的影响很大。

目前对于土壤有效介电常数的判读，仅仅停留在经验性的猜测，并未有人提出对于城市道路分层土壤有效介电常数的计算方法。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种城市道路地下分层结构的探地雷达介电常数预估方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种城市道路地下分层结构的探地雷达介电常数预估方法，包括以下步骤：

1)构建城市道路地下分层结构模型，获取城市道路地下分层结构中每一层的介电常数；

2)根据城市道路地下分层结构中每一层的介电常数计算地下分层结构的预估介电常数；

3)将预估介电常数作为探地雷达的先验参数获取待探测物体的深度h_real，即：

其中，t_探为探地雷达的雷达波经过的时间，c为光速，ε_a为预估介电常数。

其特征在于，所述的步骤2)中，地下分层结构的预估介电常数ε_a的计算式为：

其中，L_i为地下第i层结构的厚度，ε_i为地下第i层结构的土壤介电常数，λ_i为地下第i层结构的探地雷达波长，n为地下结构的总层数。

其特征在于，该方法还包括以下步骤：

4)对探地雷达探测到的待测物体深度进行修正，获取修正后的实际深度。

所述的步骤3)中，

当城市道路地下分层结为双层结构且t≤t₁时，则判断物体所在位置的在第一层结构中，则有：

当城市道路地下分层结为双层结构，且满足t＞t₁时，修正后的实际深度h_real为：