[发明专利]一种基于三维探地雷达的地下管道管径测量方法

权利要求书

1.一种基于三维探地雷达的地下管道管径测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，在地下管道区域内，沿任一方向的路径A采集获得第一三维探地雷达数据；

步骤S2，沿垂直于路径A方向的路径B采集获得第二三维探地雷达数据；

步骤S3，绘制并得到第一三维探地雷达数据对应的第一三维切片图，并绘制并得到第二三维探地雷达数据对应的第二三维切片图；

步骤S4，根据第一三维切片图的横向切片图，判断第一三维切片图中是否含有双曲线特征信号；若有，则提取双曲线特征信号所在部位的水平切片图上管道方位角θ₁，所述方位角θ₁为管道轴线与路径A的测量角度，并进入步骤S5；否则，进入步骤S6；

步骤S5，判断双曲线特征信号所在部位的水平切片图上管道方位角θ₁是否大于等于50°，若是，则进入步骤S7，否则进入步骤S6；

步骤S6，根据第二深度三维切片图的横向切片图，提取双曲线特征信号所在部位的水平切片图上管道方位角θ₂，所述方位角θ₂为管道轴线与路径A的测量角度；

步骤S7，根据第一三维探地雷达数据水平切片图的双曲线特征信号所在部位的水平切片图上管道方位角θ₁和第二三维探地雷达数据水平切片图的双曲线特征信号所在部位的水平切片图上管道方位角θ₂的最大值作为管道轴向与路径A的夹角θ，设置与路径A的夹角为θ+90°的路径C，沿路径C采集获得第三三维探地雷达数据；

步骤S8，提取第三三维探地雷达数据中任一通道提取管道电磁波反射双曲线坐标(x_i，j，t_i，j)；所述j表示剖面号，其为自然整数，所述i表示单剖面的采样点号，所述x表示三维探地雷达距测线起点的行进距离，所述t表示地面与管壁之间的电磁波单程走时；

步骤S9，根据电磁波反射模型公式：

x_i，j²-2x_i，jx_0，j-v²t_i，j²-2rvt_i，j+v²t_0，j²+2rvt_0，j+x_0，j²＝0

其中，v表示电磁波波速，r表示管道半径，x0_,j表示双曲线顶点所在位置的行进距离，t_0,j表示双曲线顶点所在位置的电磁波单程走时；

对管道电磁波反射双曲线坐标(x_i，j,t_i，j)进行最小二乘法拟合，其表达式为：

x²+a_jx+b_jy²+c_jy+d_j＝0

步骤S10，求得任一通道的反演管径，其表达式为：

步骤S11，求得全部通道反演管径的平均值，即为地下管道管径。

2.根据权利要求1所述的一种基于三维探地雷达的地下管道管径测量方法，其特征在于，还包括第一三维探地雷达数据、第二三维探地雷达数据、第三三维探地雷达数据进行去除零偏、去除零点、数字滤波、背景消除、自动增益处理。