本篇文章給大家談談地災資質探地雷達要求高嗎，以及地質災害監測需要什么資質對應的知識點，希望對各位有所幫助，不要忘了收藏本站喔。
目錄一覽：
探地雷達的探地雷達技術參數
1）雷達系統控制器計算機（工業一體式專用電腦，強抗震性能設計）：
處理器：Intel Celeron 400MHz或更好配置
雷達界面卡：專用
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復制微信號
內存：≥512MB
硬盤（編程和存儲）：≥4G
顯示器： 10.4英寸超高亮度透反射日光下可讀彩色液晶顯示器
電源：10.5～18 VDC@ 45W（室內可交流電直接供電，室外可由充電電池提供電源）
基于Windows XP操作系統的全屏幕菜單系統，內置雷達數據采集和處理控制軟件
觸摸屏界面，可外接使用鍵盤和鼠標
提供以下輸入/輸出端口：雷達界面接口，兩個USB接口，電源接口
2）天線控制單元：
總體動態范圍：130dB
接收器動態范圍：90dB
最小時間范圍：6.3ns
更大時間范圍：820ns
脈沖重復時間：1μs
有效帶寬：3GHz
3）可與100MHz、250 MHz、500 MHz、1000 MHz和2000 MHz屏蔽天線配合使用，以滿足不同的探測深度要求。
雷達探測有高度限制嗎？如題 雷達探測有高度限制嗎
有的，雷達根據功率有遠近距離限制。
根據地形，有低空盲區。
雷達探測有高度限制嗎？
其實你已經自己回答了這個問題，就是這句話：“防空雷達探測高度范圍已經遠遠覆蓋空氣動力飛機的極限升高”。
目前的軍用遠程警戒雷達的探測距離已經達到了500公里左右（超視距雷達可達幾千公里）左右，而對高頻電磁波的傳播影響更大的電離層F2層距地面不過才230公里。完全處于雷達的探測范圍之內。目前還沒有什么飛機能飛這么高吧？所以高空突防是沒戲的。
至于雷達是否能用來進行探測太空物體，這要看是什么雷達，普通的軍用對海對空警戒雷達當然沒這個能耐，這需要特種雷達，現在各大國（也包括中國）都有能探測和跟蹤衛星的雷達，像X波段雷達可以發現數千公里以外棒球那么大的物體，雖說懸了點，但能發現籃球大小的東西絕對是可信的。
實際上我國從六十年代開始即開展相控陣技術的研究，并于七十年代研制成功7010大型遠程相控陣雷達，曾出色的完成了觀測美國天空試驗室和蘇聯核動力衛星殞落任務，引起世界重視，不過就是因為這類雷達造價昂貴，不適合軍隊做戰備值班用罷了。
看看我國的7101天線，70年代就有了，現在的呢？就不必細說了吧？這就是能探測到衛星的東西。當然也能做彈道導彈預警。
探地雷達
11.6.1 基本原理
探地雷達（Geologic Radar或Earth Pobing Radar）主要研究電磁波在介質中傳播的速度，介質對電磁波的吸收，以及電磁波在介質交界面的反射。
11.6.1.1 電磁波在介質中的傳播速度
探地雷達測量的是地下界面的反射波走時 t，為了獲取地下界面的深度 h=tv/2，必須有介質的電磁波傳播速度v：
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式中：c為真空中電磁波傳播速度，c=0.3m/ns；ε，為相對介電常數，是介質介電常數ε與真空的介電常數ε0的比值。
11.6.1.2 電磁波在介質中的吸收特性
吸收系數α決定了場強在傳播過程中的衰減率，對非良導電、非磁性介質，α的近似值為
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即α與導電率σ成正比，與介質導磁率μ和介電常數ε比值的平方根成正比。
11.6.1.3 反射定律與反射系數
電磁波（又稱入射波）到達介質的電性分界面時，會發生反射，被界面反射而返回的電磁波稱為反射波。反射波與入射波界面處的運動學特征（即傳播方向）遵循反射定律，即入射角θi（入射方向與界面法線向的夾角）等于反射角θr（反射方向與界面法線方向的夾角）。
電磁波在到達界面時，還將發生能量的再分配。入射波、反射波和折射波三者之間能量關系，因入射波電磁場相對界面的方向（極化特性）不同而異。當電場平行于界面時，電磁波從介質1入射到介質2時的電場反射系數 R12為
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對于非磁性、非良導電介質，
。垂直入射時11.6.2 觀測 ***
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探地雷達盡管型號很多，但都可以看成是由接收、發射兩部分組成。發射部分通過天線向地下發射超高頻寬帶短脈沖電磁波，接收部分通過天線接收來自地下介質交界面的反射電磁波。目前常用的探地雷達觀測方式有剖面法和寬角法兩種。
11.6.2.1 剖面法
剖面法是發射天線（T）和接收天線（R）以固定間距沿測線同步移動的一種測量方式。當發射天線與接收天線間距為零，亦即發射天線與接收天線合二為一時，稱為單天線形式，反之稱為雙天線形式。剖面法的測量結果可以用探地雷達時間剖面圖像來表示。該圖像的橫坐標記錄了天線在地表的位置；縱坐標為反射波雙程走時，表示雷達脈沖從發射天線出發經地下界面反射回到接收天線所需的時間。這種記錄能準確反映測線下方地下各發射界面的形態。圖11-8為剖面法示意圖及其雷達圖像剖面。
圖11-8 剖面法示意圖及雷達圖像
11.6.2.2 寬角法
為了原位測量地下介質的電磁波速度，在探地雷達工作中還常采用寬角法或共中點法觀測方式。一個天線固定在地面某一點上不動，而另一天線沿測線移動，記錄地下各個不同界面反射波的雙程走時，這種測量方式稱為寬角法。也可以用兩個天線，在保持中心點位置不變的情況下，改變兩個天線之間距離，記錄反射波雙程走時，這種測量方式稱為共中心點法。當地下界面平直時，這兩種 *** 結果一致。這兩種測量 *** 的目的是求取地下介質的電磁波傳播速度。圖11-9是共中心點觀測方式示意圖及其雷達圖像。
深度為h的地下水平界面的反射波雙程走時t滿足：
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式中：x為發射天線與接收天線之間的距離；h為反射界面的深度；v為電磁波的傳播速度。當地層電磁波速度v不變時，t2與x2成線性關系。用寬角法或共中心點法測量得到地下界面反射波雙程走時t，再利用公式（11.9）就可求得地層的電磁波速度。
11.6.3 技術要求
11.6.3.1 測線布置原則
探地雷達的野外工作常常是沿測線進行的，沿測線采集到的數據經處理后的成果就是探地雷達剖面（時間剖面或深度剖面），它是探地雷達資料解釋的基本依據。測線布置的基本原則如下。
（1）主測線應垂直地下目標體走向，輔助測線平行目標體走向，目的是更好地反映目標體形態，同時也可以避免大量異常波的出現；
圖11-9 共中心點觀測方式與雷達圖像
（2）測線應盡量通過已有的井位，以利于地層的對比。
11.6.3.2 分辨率
分辨率是地球物理 *** 分辨最小異常體的能力。分辨率可分為垂向分辨率與橫向分辨率。類似于地震勘探，通常將探地雷達剖面中能夠區分一個以上反射界面的能力稱為垂向分辨率。
為了研究方便，選用處于均勻介質中一個厚度逐漸變薄的地層模型。電磁波垂直入射時，則有來自地層頂面、底面的反射波以及層間的多次波。多次波的能量較弱，所得到的雷達信號為頂面反射波與底面反射波的合成。依照相應地層厚度的時間關系所得地層頂面的反射波合成雷達信號見圖11-10。由圖可知，可取地層厚度 h=A/4作為垂直分辨率的下限。
探地雷達在水平方向上所能分辨的最小異常體的尺寸稱為橫向分辨率。雷達剖面的橫向分辨率通常可用菲涅爾帶加以說明。設地下有一水 *** 射面，以發射天線為圓心，以其界面的垂距為半徑，作一圓弧與反射界面相切，此圓弧代表雷達到達此界面時的波前，再以多出1/4及1/2子波長度的半徑畫弧，在水平面界面的平面上得到兩個圓。其內圓稱為之一菲涅爾帶，兩圓之間的環形帶稱作第二菲涅爾帶。根據波的干涉原理，法線反射波與之一菲涅爾帶外緣的反射波的光程差λ/2（雙程光路），反射波之間發生相長性干涉，振幅增強。之一帶以外諸帶彼此消長，對反射的貢獻不大，可以不考慮。設反射界面的埋深為 h，發射、接收天線的距離遠遠小于h時，之一菲涅爾帶半徑可按下式計算：
圖11-10 地層厚度對波形影響示意圖（據Widess 1973修改）
（a）為反射射線圖解，b為地層厚度；（b）為單個反射波形，利用地層厚度算出的時間延遲把得自頂底界面的單個反射波形相加，即得到如（c）中的波形；（c）為復合反射波形，它是地層厚度的函數，T為入射子波主周期，λ2=tv為地層內的波長。等時線間隔為t/2。標有x的線為波谷時間線，點線為零振幅時間線，為各復合子法的中心線；（d）為振幅與視厚度的定義
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式中：λ為雷達子波的波長；h為異常體的埋藏深度。
圖11-11為處于同一埋深、間距不同的兩個金屬管道的探地雷達圖像。該圖像在水槽中獲得，實驗使用鐵管φ5cm，鋼管φ3cm。測量時使用中心頻率為100MHz天線，其在水中的子波波長λ＝0.33m。從圖中可以看出一些內容：①處在深度為1.06m的φ3cm鐵管仍可以很清晰地為探地雷達所分辨，由于其管徑約為0.1rf，說明探地雷達對單個異常體的橫向分辨率要遠小于之一菲涅爾帶的半徑。②圖11-10(a）兩管間距0.5m大于之一菲涅爾帶半徑，由雷達圖像可以準確把兩管水平位置確定出來；（b）兩管間距0.4m小于之一菲涅爾帶半徑rf=0.42m，已很難用雷達圖像確定兩管精確位置。這表明區分兩個水平相鄰的異常體，其最小橫向距離要大于之一菲涅爾帶半徑。
11.6.3.3 探測距離與探距方程
探地雷達能探測最深目標體的距離稱為探地雷達的深測距離。當雷達系統選定后，系統的增益 Q。就確定。Qs為最小可探測的信號功率 Wmin與輸入到發射天線的功率Wt之比，即：
圖11-11 兩個同深金屬管的地質雷達圖像
（a）鋼管（右）直徑3cm，頂深1.06m；鐵皮管（左）直徑5cm，頂深1.04m，管中心距0.5m;（b）鋼管（右）頂深0.52m；鐵皮管（左）頂深0.5m，管中心距0.4m;（c）鋼管（右）頂深1.04m；鐵皮管（左）頂深1.06m，管中心距0.4m
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探地雷達從發射到接收的過程中能量會逐漸損耗。雷達系統從發射到接收過程中的功率損耗 Q可由雷達探距方程來描述。
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式中：ηt、ηr分別為發射天線與接收天線的效率；Gt、Gr分別為在入射方向與接收方向上天線的方向性增益；g為目的體向接收天線方向的后向散射增益；σ為目的體的散射截面；α為介質的吸收系數；r為天線到目的體的距離；λ為雷達子波在介質中的波長。
滿足Qs+Q＞0的更大距離r，稱為探地雷達的深測距離，亦即處在距離 r范圍內的目的體的反射信號可以為雷達系統所探測。
11.6.3.4 探地雷達 *** 有效性評價
每接受一個探地雷達測量任務，都需要對探地雷達解決地質問題的有效性進行評價，以確定探地雷達測量能否取得預期效果。
（1）目標體深度是一個非常重要的問題。如果目標體深度超出雷達系統探測距離，則探地雷達 *** 就要被排除。雷達系統探測距離可根據雷達探距方程（11.12式）進行計算。
（2）目標體幾何形態（尺寸與取向）必須盡可能了解清楚，包括高度、長度與寬度。目標體的尺寸決定了雷達系統可能具有的分辨率，關系到天線中心頻率的選用。如果目標體為非等軸狀，則要搞清目標體走向、傾向與傾角，這些將關系到測網的布置。
（3）目標體的電性（介電常數與導電率）必須搞清。雷達 *** 成功與否取決于是否有足夠的反射或散射能量為系統識別。當圍巖與目標體相對介電常數分別為εh與εT時，目標體功率反射系數的估算式為：
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一般說目標體的功率反射系數應大于0.01。
（4）測區的工作環境必須搞清。當測區內存在大范圍金屬構件并成為無線電射頻源時，將對測量構成嚴重干擾，在進行資料解釋時必須加以排除。
11.6.4 信號處理
11.6.4.1 濾波技術
探地雷達測量中，為了保持更多的反射波特征，多采用寬頻帶進行記錄，但在記錄各種有效波的同時，也記錄了各種干擾波。一維濾波技術就是利用頻譜特征的不同來壓制干擾波，以突出有效波，它包括一維頻率域濾波和一維時間域濾波。
探地雷達數據中，有時有效波和干擾波的頻譜成分十分接近甚至重合，這時無法用頻率濾波壓制干擾，需要用有效波和干擾波在空間位置上的差異進行濾波。這種濾波要同時對若干道進行計算才能得到輸出，因此是一種二維濾波。
二維濾波原理是建立在二維傅里葉變換基礎上的。沿地面觀測頻率波數譜 G（ω，kx）是頻譜的時空函數。
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上式說明，g(t,x）是由無數圓頻率為ω＝2πf，波數為kx的平面簡諧波所組成，它們沿測線以視速度v＊傳播。
如果有效波和干擾波的平面簡諧波成分有差異，有效波的平面諧波成分與干擾波的平面諧波成分以不同的視速度傳播，則可用二維視速度濾波將它們分開，達到壓制干擾、提高信噪比的目的。
11.6.4.2 二維偏移歸位處理 ***
探地雷達測量的是來自地下介質交界面的反射波。偏離測點的地下介質交界面的反射點只要其法平面通過測點，都可以被記錄下來。在資料處理中需要把雷達記錄中的每個反射點移到其本來位置，這種處理 *** 被稱為偏移歸位處理。經過偏移處理的雷達剖面可反映地下介質的真實位置。常用的偏移歸位 *** 有繞射偏移、波動方程偏移和克希霍夫積分偏移，有關偏移 *** 可參考相關地球物理信號處理書籍。
11.6.5 數據處理 ***
數據處理的目的是對原始雷達記錄進行初步加工處理，使實測的雷達資料更便于計算機處理。常用的處理 *** 有不正常道處理與多次疊加處理。
當天線與地面接觸不良，或者由于發射電路工作不正常產生廢記錄道，在預處理時必須廢除該道記錄，并用相鄰道的均值補全。
在地下介質對電磁波吸收較強的測區，為了增加來自地下深處的信息，加大探地雷達的探測深度，常常使用多次疊加技術。目前適用于探地雷達多次疊加處理的測量 *** 有兩種：一種是多天線雷達測量系統，應用一個發射天線，多個接收天線同時進行測量；另一種是多次覆蓋測量，使用幾種不同天線距的發射—接收天線沿測線進行重復測量。多次覆蓋測量在同一測點上有幾組共反射點的雷達數據，經天線距校正后，進行疊加使得來自地下的反射波得到加強，而干擾波信號大大減弱，從而增加了探測深度。
11.6.6 成果表達形式
（1）探地雷達實際材料圖集中顯示雷達測網布置；
（2）雷達剖面成果圖顯示雷達測線下地層與構造形態；
（3）平面等值線圖表達測線范圍內某些目的層分布特征，其中包括基巖高程圖、目的層等深圖等；
（4）雷達推測成果圖，包括推斷構造分布、滑體范圍成果圖，巖溶平面分布圖等；
（5）三維雷達成果，包括垂直切片圖、水平切片圖、三維體顯示以及格柵顯示圖。
11.6.7 資料解釋原則
探地雷達資料的地質解釋是探地雷達測量的目的，這項工作通常是在數據處理后所得到的探地雷達圖像剖面中，根據反射波組的波形與強度特征，通過同相軸的追蹤，確定反射波組的地質含義，構筑地質—地球物理解釋剖面并依據剖面解釋獲得整個測區最終成果圖，為地質災害的治理方案提供依據。
探地雷達資料反映的是地下介質的電性分布，要把地下介質的電性分布轉化為地質情況，必須要把地質、鉆探、探地雷達這三方面的資料結合起來，建立測區的地質—地球物理模型，并以此得到地下地質模式。
11.6.7.1 雷達剖面與地質剖面的關系
雷達剖面不是地質剖面的簡單反映，兩者既有內在聯系，又有區別。
（1）雷達反射界面與地層界面的關系
雷達反射界面是電性界面，而地質剖面反映的是巖層界面。地層劃分的依據是巖性、生物化石種類及沉積時間等。地質剖面中由于沉積間斷或巖性差異而形成的面，如斷層面、侵蝕不整合面、流體分界面及不同巖性的分界面，均可成為反射面，這時反射面與地質分界面是一致的，即大多數雷達反射面大體上反映地層界面的形態。然而在許多情況下，反射面與鉆井或測井所得到的地質剖面的地層分界面并不一致。主要體現在以下幾種情況：
首先是有些埋藏深的古老地層，在長期的構造運動和壓力的作用下，相鄰地層可能有相近的波阻抗，因而地質上的層面不足以構成反射面。
其次，同一巖性的地層，其中既無層面又無巖性分界面，但由于巖層中所含流體成分不同，而構成物性界面，如飽水帶與飽氣帶界面，因而雷達反射界面有時也并非是地質界面。
再次，雷達反射面是以同相軸表達的，當多個薄層組成多個地質界面時，在雷達剖面中由于雷達子波有一定的延續度使多個薄層界面的反射波疊加成復合波形，從而產生反射波界面與地層界面的不一致。
（2）雷達反射界面的幾何形態與地質構造關系
雷達反射波剖面圖像一般可以定性反映地質構造形態，尤其當構造形態比較簡單時，反射波同相軸的幾何形態所反映的地質構造是直觀的、明顯的。但由于分辨率限制及其噪聲，雷達剖面反映構造細節有限，使兩者之間存在不少差別。
首先，雷達剖面通常是時間剖面而地質剖面是深度剖面。雷達時間剖面要經過時深轉換后才能成為深度剖面。時深轉換后的雷達深度剖面與地質剖面的符合程度，主要取決于速度資料的可靠程度。速度不準，會導致雷達深度剖面上的反射層與地質剖面上的真實地層不符，甚至會引起構造畸變。
其次，由于雷達波的垂向分辨率的限制，致使在薄層情形下，雷達反射層與地質層位往往不是一一對應的，有可能一個地質界面對應多個雷達相位，多個薄的地層界面對應多個雷達相位。
再次，只要觀測點處在界面的法線上，就會接收到旁側界面的反射波，使雷達剖面上所反映的地質構造在空間上發生了偏移。尤其當地質構造比較復雜時，雷達剖面上反射波同相軸的幾何圖形并不能直接反映復雜構造的真實形態，甚至面目全非，給雷達資料帶來很多假象，使得雷達剖面解釋存在多解性。
11.6.7.2 雷達時間剖面對比
時間剖面的對比就是在雷達反射波時間剖面上，根據反射波的運動學和動力學的特征來識別和追蹤同一反射界面反射波的過程。它實際上包括兩方面的工作，一個工作是在某條剖面上根據相鄰接收點反射波的某些特點來對比同一界面反射波，一般叫波的對比；另一個工作是在相鄰多條雷達剖面上追蹤同一界面的反射波，稱為時間剖面的對比。在時間剖面上對比反射波，嚴格地說應該對比反射波的初至。但是，由于反射波是在各種干擾背景下記錄下來的，當子波為最小相位時，其初至很難辨認。為了便于對比，總是利用剖面上比較明顯的波形相位對比。一個反射界面在雷達剖面上往往包含有幾個強度不等的同相軸，選其中振幅最強、連續性更好的某個同軸相進行追蹤，這叫做強相位對比，有時反射層無明顯的強相位，可對比反射波的全部或多個相位，這稱為多相位對比。另外還可以利用波組和波系進行對比。波組是指由三四個數目不等的同相軸組合在一起形成的，或指比較靠近的若干界面所產生的反射波組合。由兩個或兩個以上波組所組成的反射波系列，稱為波系。利用這些組合關系進行波的對比，可以更全面考察反射層之間的關系。因為從地質觀點來說，相鄰地層界面的厚度間隔、幾何形態是有一定聯系的，沿橫向變化是漸變的，反映在時間剖面上反射波在時間間隔、波形特征等方面也是有一定規律的。有時在剖面的某段長度內，因某種原因（如巖性橫向變化）有的同相軸質量較差（振幅弱、連續性差），我們可以根據反射波相互之間總的趨勢的極值點（波峰或波谷）依次對比同相位。所以波的對比又稱為波的相位對比或稱同相軸對比。
11.6.8 儀器設備
探地雷達儀器設備見表11-6。
表11-6 探地雷達一覽表
參考文獻
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李大心.1994.探地雷達 *** 及其應用，北京：地質出版社
李金銘，羅延鐘主編.1996.電法勘探新進展，北京：地質出版社
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