一种自动化探地雷达时间零点校正方法

技术领域

本发明涉及雷达探测技术领域，特别是一种自动化探地雷达时间零点校正方法。

背景技术

探地雷达探测技术通过分析发射的高频宽带电磁波在媒质电磁特性不连续处产生的反射波特性，实现地下目标的成像定位，具有探测速度快、探测过程连续、分辨率高等优点，广泛应用于考古、岩土工程调查、灾害地质勘查等领域。

现有探地雷达数据处理时，一般有两种方法，其一是根据数据中第一个小波的负或正最大峰值，或者这两个峰值之间的零幅度点，手动选择时间零点输入进行校正，而手动选择时间零点不能代表整个数据的时间零点，实际上存在一定程度的差异，而且不同的数据分析员的选择也可能不一致；其二是在采集时将时间零点信息储存在雷达数据当中，需要使用时再进行调用，但目前大多数雷达数据中并没有保存时间零点的信息，处理时需要手动的调整参数，影响后续的数据分析工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种自动化探地雷达时间零点校正方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种自动化探地雷达时间零点校正方法，包括以下步骤：

S1：获取每一道雷达数据，记为Ascan，对连续的雷达波形按等时窗进行采样；

S2：根据采集方向使若干Ascan组成Bscan，Bscan表示雷达数据的剖面；

S3：自动选择参数；

S4：通过步骤S3得到一个波峰/波谷位置，并对k进行检查调整；

S5：重复步骤S3和S4，获取任一雷达数据Ascan对应的波峰/波谷位置，记为K＝[k

S6：对序列K进行平滑处理；

S7：移除跳跃的零点位置，完成时间零点校正。

优选的，步骤S1中，每个Ascan有256或512个采样点。

优选的，步骤S3中，还包括以下步骤：

S31：对Bscan中的一个Ascan数据选取其中绝对值最大的点为波峰，作为该Ascan的初始零点k

S32：选取位置k，标准为：

abs(Ascan[k])>T；

该点上一个位置k-1和下一个位置k+1的振幅的绝对值小于k点振幅的绝对值，为

abs(Ascan[k-1])

abs(Ascan[k+1])

S33：当k

优选的，步骤S4中，检查Ascan中从k-a到k+a的位置，当k-aabs(Ascan[k])，则修正k为newK。

优选的，步骤S6中，还包括以下步骤：

S61：计算K的一阶导数Dk，

DiffK[i]＝K[i+1]-K[i]；

其中，DiffK为地面波位置的突变程度；

S62：从位置0开始，依次取一个长度为L的子序列subdK，若subdK[0]＝0时，不检查该子序列，继续取下一子序列检查；若subdK[0]＝Val时，在子序列中找到位置u，使subdK[u]＝-Val，表明该区域为地面波位置异常区域，设置该异常段的地面位置为subdK[0对应的K值。

优选的，步骤S7中，确定整个K中出现次数最多的值Val，遍历整个序列，当K[i]与Val之间的差值小于3时，则K[i]不变，当K[i]与Val之间的差值大于10时，则认为K[i]为跳跃值，使K[i]＝Val。

本发明具有以下优点：本发明通过自动选择零点调节参数，无需人工参与，同时对异常数据进行剔除，避免处理后剖面不一致，提高了数据分辨率。

附图说明

图1为时间零点校正方法流程的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本实施例中，如图1所示，一种自动化探地雷达时间零点校正方法，包括以下步骤：

S1：获取每一道雷达数据，记为Ascan，对连续的雷达波形按等时窗进行采样；也就是说，雷达数据是由若干n个单通道雷达波形组成。

S2：根据采集方向使若干Ascan组成Bscan，Bscan表示雷达数据的剖面；具体地说，单通道雷达在运行过程中，产生n个Ascan数据，根据采集方向使多个Ascan组成一个Bscan，由于去除地面波主要是由于地底目标的测距和雷达数据的展示，一般较少展示单个雷达数据，并且一个地底检测地底会由多个Ascan组成，因而对浅层雷达去除地面直达波处理可直接对Bscan进行信息处理。

S3：自动选择参数；

S4：通过步骤S3得到一个波峰/波谷位置，并对k进行检查调整；

S5：重复步骤S3和S4，获取任一雷达数据Ascan对应的波峰/波谷位置，记为K＝[k

S6：对序列K进行平滑处理；

S7：移除跳跃的零点位置，完成时间零点校正。通过自动选择零点调节参数，无需人工参与，同时对异常数据进行剔除，避免处理后剖面不一致，提高了数据分辨率。

进一步的，步骤S1中，每个Ascan有256或512个采样点。具体地说，雷达数据Ascan某一个位置的k值记为Ascan[k]，其中0≤k≤m，在本实施例中，-32768

再进一步的，步骤S3中，还包括以下步骤：

S31：对Bscan中的一个Ascan数据选取其中绝对值最大的点为波峰，作为该Ascan的初始零点k

S32：选取位置k，标准为：

abs(Ascan[k])>T；

该点上一个位置k-1和下一个位置k+1的振幅的绝对值小于k点振幅的绝对值，为

abs(Ascan[k-1])

abs(Ascan[k+1])

S33：当k

在本实施例中，步骤S4中，检查Ascan中从k-a到k+a的位置，当k-aabs(Ascan[k])，则修正k为newK。具体地说，步骤S4的主要作用是防止得到局部波峰/波谷。

进一步的，步骤S6中，还包括以下步骤：

S61：计算K的一阶导数Dk，

DiffK[i]＝K[i+1]-K[i]；

其中，DiffK为地面波位置的突变程度；

S62：从位置0开始，依次取一个长度为L的子序列subdK，若subdK[0]＝0时，不检查该子序列，继续取下一子序列检查；若subdK[0]＝Val时，在子序列中找到位置u，使subdK[u]＝-Val，表明该区域为地面波位置异常区域，设置该异常段的地面位置为subdK[0对应的j值。

再进一步的，在一幅Bscan图像中，零点位置是一致的，因而突变是地表物体与地面具有较大的性质差异导致的，步骤S7中，确定整个j中出现次数最多的值Val，遍历整个序列，当K[i]与Val之间的差值小于3时，则K[i]不变，当K[i]与Val之间的差值大于10时，则认为K[i]为跳跃值，使K[i]＝Val。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。