Question

仪器和野外测量方式

Answer 1

5.6.2.1 探地雷达仪器

由于发射波形和天线种类的不同，可以形成各种型号的探地雷达仪器。

目前已推出的商用探地雷达系统有：美国地球物理探测设备公司（GSSI）的SIR系列、加拿大探头与软件公司（SSI）的PulseEKKO系列、日本应用地质株式会社（OYO）的Geo-radar系列和瑞典地质公司（SGAB）的RAMAC钻孔雷达系统等。其中美国GSSI公司的SIR系列和加拿大SSI公司的PulseEKKO系列是当前最流行的产品。

我国曾开展过探地雷达的研制工作，但未能形成商品化的实用产品。目前，国内投入野外生产的探地雷达主要是美国的SIR系列和加拿大的EKKO系列。

5.6.2.2 野外测量方式

探地雷达现场测量时，通常采用剖面法和宽角法测量两种方式。还有环形剖面测量法、多天线法测量方式。

（1）剖面法测量方式

剖面法测量方式是发射天线（T）和接收天线（R）以固定间距沿测线同步移动进行观测的一种测量方式。其记录是一张时间剖面图，这种记录能准确地反映测线下方地下各个反射面的起伏变化。有时为了探测深部界面，需要提高信噪比，可采用类似地震中的多次覆盖技术，应用不同天线距的发射-接收天线对在同一测线进行重复测量，然后把所得的测量记录中测点位置相同（共深点）的记录进行叠加，能增大所得记录对地下介质的分辨能力。

（2）宽角测量方式

宽角测量方式是发射天线固定在地表某点，接收天线沿地表逐点移动，此时的记录地下各不同层面反射波的双程走时。它主要是用来求取地下不同层介质的电磁波传播速度。

（3）环形剖面测量法

中国地质大学（武汉）在为深圳机场软土地基加固处理中，为强夯块石墩（三度体）墩长的检测而设计的环形剖面测量法。其方式是以异常体中心为圆心，在不同半径的圆周上相对墩心的不同方位上布置天线进行测量，通过不同半径的图像特征很容易判别块石墩的质量及其影响范围。

（4）多天线法

这种方法是利用多天线（如四个天线或天线对）进行测量。每个天线道使用的频率可以相同或不同。每个天线道的参数如点位、测量时窗、增益等都可以单独用程序设置。多天线测量主要使用两种方式。第一种方式是所有天线相继工作，形成多次单独扫描，这多次扫描使得一次测量覆盖的面积广，从而提高工作效率。另外，也可以利用多次扫描结果进行叠加处理，有利于提高系统的信噪比。第二种是所有天线同时工作，利用时间偏移推迟各道的接收时间，可以形成一个合成雷达记录，改善系统聚焦特征亦即天线的方向特性。聚焦程度取决于各天线之间的间隔。实践表明，各天线间距越大，聚焦效果越好。