探地雷達的FDTD建模與仿真.pdf

1、探地雷達是一種新型的電磁波探測設備。它具有檢測速度快、輕便便攜、對檢測物無損傷、檢測成本低、分辨率高等特點,因此廣泛應用于交通基礎設施、市政基礎設施、軍事和考古等領域。目前,在實際工程應用中,探地雷達還存在的問題是:(1)雷達圖像解釋的自動化程度還比較低,在很大程度上受到人為因素的影響；(2)GPR工作人員的經驗獲取需要大量的實際工程經驗,而且培養(yǎng)周期過長。通過分析各種路面結構模型的正演結果,使用相應的技術對數(shù)據進行處理解釋,可以積累根

2、據路面雷達圖像判別地下結構的經驗；使用正演模擬技術還可以對大量的實驗進行驗證,可以在很大程度上提高探地雷達探測結果的準確性,提高探測效率和圖像解釋精度。
　　 時域有限差分方法(Finite-Domain Finite-Time Method,FDTD)經過四十多年的發(fā)展,已經成為一種成熟的電磁數(shù)值計算方法,它計算精度非常高,具有一次時域計算代替頻域上逐點計算的潛力。本文將基于時域有限差分法對高速公路基礎設施進行建模,并進行一維

3、、二維仿真,并對仿真結果進行處理。
　　 主要研究內容如下:
　　 1)基于MATLAB軟件,編程實現(xiàn)探地雷達的FDTD一維仿真；
　　 2)基于GprMax2D軟件建立路基下有鋼筋、空洞等目標體的雷達電磁波傳播的二維高速公路路面結構的正演模擬；通過F-K偏移算法處理二維圖像來顯示目標體的位置。
　　 3)使用軟件GprMax3D建立三維橋梁橋面結構的正演模擬。用matlab處理三維數(shù)據,對其實現(xiàn)三維可視