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雷达技术论文范文1
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雷达技术论文范文2
关键词 地震 生命探测仪 SR（Snake Robat） 多技术融合
中图分类号：TN215 文献标识码：A
1多技术融合的生命探测仪的研究意义
地震、滑坡、泥石流、雪崩等自然灾害已经严重影响和制约了人类社会经济的发展。21世纪以来，全世界已有约500万人死于各种自然灾害，8亿人生活受到影响，人类每年创造的财富约有10%被各种自然灾害吞噬。作为一个多地震的国家，我国本世纪已经发生多次强地震（近年来所发生的大地震情况分布及其所带来的灾难如表1所示）。我国与其他国家相比，在应对地震灾难方面显然还存在着许多不足之处。
面对如此频繁的地震灾害，当务之急是开发新技术新设备提高灾后紧急搜救的能力。因此，研究多技术融合的生命探测仪可以为灾后的救援工作提供有力的帮助。这对保护人民生命、体现以人为本、构建和谐社会、维护社会稳定具有重要意义。
2基于多技术融合的生命探测仪“SR”的设计原理
面对地震，虽然已经拥有了多种高科技的生命探测仪，但是事实证明各种探测仪器均存在一定的缺点。本文即基于现有探测仪的各种性能比较，设计一种全新的探测仪器――“探命蛇”（Snake Robat，简称“SR”）。
2.1简介
“SR”作为一种需要在废墟中搜救生命的先进仪器，它具有蛇一样的外形，是一种融合了先进的红外线光感技术和雷达声波技术，可对灾后地区实行搜救的探测工具。
2.2主要构成
2.2.1蛇皮――铬金属的融合
铬是“SR蛇皮”的主要组成成分。据现有资料分析可知，铬（也可叫可多米）镀在金属上可以防锈，既坚固又美观。而且，铬具有很高的耐腐蚀性，在空气中，即便是在炽热的状态下，氧化也十分地缓慢，且不溶于水，其质硬而脆，是坚硬“铠甲”的不二之选。
2.2.2蛇形――精巧的设计
此外，为了便于在乱石缝隙中穿梭自如，“SR”的体型应尽可能的小。这就对其内部的零件设计有了很高的要求（做到“麻雀虽小，五脏俱全”的地步）。它的主体非常柔韧，像是通下水道用的蛇皮管，能在瓦砾堆中自由扭动。
2.2.3蛇眼――光感与视频技术的融合
“SR”的头上装有一个微型的生命感应器，主要是利用光反射进行生命探测生成清晰的图像以供搜救人员探查废墟中的具体情况。它的主要功能是，随时随地都能感受到微弱的生命迹象。
2.2.4蛇耳――扩声器的运用
“SR”头部两侧还有一双十分小巧玲珑的“耳朵”――扩声器，目的是用来“倾听”十分微弱的呼吸频率和心跳。
2.2.5蛇信――电磁波与雷达技术的融合
“SR”的“蛇信子”采用以电磁波探测为媒介，探测呼吸、心跳所引起的人体体表微动，进而提取所需的生命体征参数，并判断有无生命体存在的超宽谱生命探测雷达。
2.2.6蛇身――视频与音频以及通讯技术的融合
“SR”身体里“隐藏”着的微型摄像头和话筒将伤员情况传达给外界，这样，搜救人员就能通过电脑监控视频了解到废墟之中的情况甚至于与伤员进行简短的通话。为了保证不受震后网络瘫痪的干扰，“SR”采用的通讯技术是Zigbee技术。
3可行性及设计优势分析
“SR”铬金属的融合使得其具有坚硬的外壳，又不失柔韧，在取材上实现了创新。呈“蛇身”的形体，使得在瓦砾碎石中行动自如。
由微型的生命感应器组成的“蛇眼”探头，可深入极微小的缝隙探测，准确发现被困人员，其深度可达几十米以上，特别适用于对难以到达的地方进行快速的定性检查。相对于现下的热红外线探测仪来说，“SR”结合了先进的光反射技术，夜视功能更强、探测距离更远，微小的体型，携带便捷，克服了热红外线探测仪行动不便的缺点。
“SR”的“蛇信”汲取了超宽谱生命探测雷达技术的精髓，具有发射脉冲极窄、高距离分辨率、穿透能力强和较好的抗干扰能力等优点，避免了声波探测仪容易受周围宽频噪声影响大的弊端。且结合了电磁波技术，能够利用光的干涉、衍射、偏振.在全息投影技术中使人们视觉上看到立体影像，再加上“蛇身”里隐藏的CCD微型摄像头，具有体积小重量轻，功耗小，抗冲击与震动，性能稳定，寿命长；灵敏度高，动态范围大；响应速度快，生产成本低等特点。还采用了三维激光扫描系统，图像采集的分辨率不低于680-480，测量精确、范围广，大大提高了搜救的准确度。
“蛇耳”部分的扩声器与隐藏在“蛇身”中的话筒相结合，不仅可以使外界“听到”废墟中虚弱的呼救声，而且可以与伤员进行简短的通话，在实行有效施救时可安抚伤员情绪。
而所采用的Zigbee通讯技术组成的是一种低速率的无线区域网，具有结构简单、成本低廉并且网络容量大等优点，其数据传输可靠、通信范围广，适合于在复杂的巷道结构中及时与救援人员取得联系，执行监测和搜救任务。
4总结
本文通过对生命探测仪技术相关的一些学术论文的研读，并经过一定的研究探讨，在一些先进技术的基础上，针对现有最具代表性的生命探测仪的优缺点，构想出以上一款多技术融合的生命探测仪“SR”。笔者认为，灾难带给我们的思考并不仅仅是上述的一个“SR”的构想，更应该值得我们永久地去探究未来的高深科技。
参考文献：
[1] Narayanan Ram G Lakshmi，Ibeb Oliver C.A joint network for disaster recovery and search and rescue operations[J].Computer Networks，2012，56：3347-3373.
[2] YAROVOY A G，LIGTHART L P，MATUZAS J，et al.UWB radar for human being detection[J].IEEE Aerospace and Electronic Systems Magazine，2006，21（11）：22-26.
[3] MAAREF N，MILLOT P，PICHOT C，et al.A study of UWB FM-CW radar for the detection of human beings inmotion inside a building[J].IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，2008，47（5）：1297-1300.
[4] 赵琳，迟永刚，李红梅.可用于生命探测雷达的TEM喇叭天线设计[N].哈尔滨大学学报，2013，05（45）.
[5] 蒋莹.基于矿井机器人的三维激光扫描仪的研究设计[D].电子版论文出版社，2014：19-31.
雷达技术论文范文3
【关键词】L波段;功率合成;Wilkinson功分器;匹配电路
1.引言
在雷达系统应用中，发射系统功率增大意味着具有更远的作用距离。因此，提高发射系统的输出功率对雷达系统性能的提高至关重要[1]。
随着半导体材料和制造工艺的进步，人们在固态微波器件领域取得了突飞猛进的进展，单个功放器件输出功率逐渐增加，但是单个固态功放输出的功率仍然难以满足系统的需要[3]。因此采用功率合成技术提高输出功率以满足系统功率需求就成为一种非常有效的解决方法，在目前雷达系统中得到了广泛使用。
在功率合成器设计中，功率合成器插损、通道间相位不一致性、幅度不一致性会影响合成效率。相对于电桥结构，Wilkinson功分器在幅度一致性，相位一致性的性能上具有明显的优势[4]。
因此在本文中，采用三级Wilkinson并馈结构，设计了一款L波段功率合成器，工作频段1.2GHz-1.4GHz，输出端口反射系数S11
2.原理分析
2.1 归一化Wilkinson功分器奇偶模分析[5]
对于偶模激励，没有电流流过隔离电阻，因此不产生作用，可认为r/2阻值0Ω接开路。如图1所示：
图1 归一化的Wilkinson偶模电路
则从端口2向里看阻抗为：
Zine= （1）
这样，若Z=，则对于偶模激励端口2匹配。
对于奇模激励，沿着Wilkinson功分器的中线是电压零点，如图2所示。
图2 归一化的Wilkinson奇模电路
端口1短路经过传输线为开路，因此，从端口2看向功分器，为r/2，这样，选择r=2，奇模端口2匹配。电阻将奇模的功率吸收，而没有反射回端口2，从而使端口2匹配。
通过以上分析，Wilkinson功分器在单频点上可以达到3个端口完全匹配。
2.2 匹配电路加宽合成器工作带宽
由于色散效应，造成了功率合成器有一定的带宽。50Ω经过特性阻抗50Ω电长度传输线后阻抗为：
Z=50×=50 （3）
由于在中心频率f0为，因此Wilkin-son功分器输入端口阻抗可表示为：
Zin=Z/2= （4）
Wilkinson功分器输出端口阻抗可表示100Ω经过特性阻抗50Ω电长度传输线后的阻抗：
Zout=100×= （5）
由公式（4）可推导出理论上单个Wilkin-son功分器S11
图3（a） Wilkinson功分器输出端口阻抗
图3（b） Wilkinson功分器输入端口阻抗
图3（c） Wilkinson功分器输入端口经过阻抗匹配后的输入阻抗和Wilkinson功分器输出端口阻抗
为了展宽带宽，本文在第二级和第三级之间加入匹配电路，使第二级两路合成器输出阻抗（Wilkinson功分器输入阻抗）和第三级2路合成器输入阻抗（Wilkinson功分器输出阻抗）接近共轭匹配如图3（c）所示。以实现8合1功率合成总输出端口驻波指标。
由图3（a），图3（b）功分器输入阻抗和输出阻抗经过匹配电路得到图3（c），匹配电路长度接近，并且需加入了一定的阻抗变换。
3.8路功率合成器的设计
通过上述理论得到的8路合成器如图4所示，采用Taconic公司RF-35板材，物理尺寸为280mm×85mm。空气腔高度为15mm。
图4 8路合成HFSS模型
图5 8路合成器输出端口反射系数
图6 8路合成器输入端口反射系数
图7 8路合成器插损
图8 通道间相位差
最后8路合成器输出端口反射系数如图5所示，在工作带宽1.2GHz-1.4GHz，输出端口反射系数S11<-25dB。
由图6可知，工作带宽1.2GHz-1.4GHz内，输入端口反射系数小于-20dB，一般当输出端口接的负载驻波小于2时，功放仍然能正常工作。此指标保证了当有功放损坏时，不会导致其他完好功放也损坏。
由图7、图8可知插损平均为-9.33dB，幅度不一致性
4.总结
本文应用并馈结构和Wilkinson功分器实现8路合成，保证相位和幅度的一致性。由于不加匹配时，8路合成器带宽窄，达不到指标要求，本文通过在第三级和第二级Wilkinson功分器之间加入匹配电路保证工作频带内输出端口反射系数较小，极大改善了因反射导致的插损，提高了合成效率，设计了一款性能良好的8路合成器。
参考文献
[1]刘辉，习远望，杨军，姚志健.W波段功率合成技术研究[J].火控雷达技术，2012，41（3）.
[2]，黄建，邹涌泉，邓力，文杰.Ku频段80W连续波空间功率合成放大器设计[J].微波学报，2010，26（2）.
[3]徐建华，蔡昱，汪珍胜，钱兴成.Ka波段100W固态功率合成器[J].电子与封装，2010，10（9）.
[4]范宁松.Ku波段固态功率放大器的研究[D].南京理工大学硕士学位论文，2008，4.
[5]David M.Pozar.微波工程[M].电子工业出版社，2006，3.
[6]清华大学《微带电路》编写组，微带电路[M].1976，9.
[7]袁孝康，王仕[等.微波功率晶体管放大器[M].北京：人民邮电出版社，1982.
作者简介：
汪灏（1987―），男，浙江衢州人，硕士，助理工程师，现供职于西安电子工程研究所，研究方向：固态发射机技术。
雷达技术论文范文4
【关键字】隧道衬砌混凝土厚度检测方法地质雷达法应用问题
中图分类号：U45 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
隧道混凝土衬砌是重要的支护措施，是隧道防水工程的最后一道防线，也是隧道外观美的直接体现者。隧道混凝土衬砌质量的好坏对隧道的长期稳定、使用功能的正常发挥以及外观美均有很大影响。隧道混凝土衬砌常见的质量问题有衬砌厚度不足、混凝土开裂、内部缺陷、混凝土强度不够、钢筋锈蚀和背后存在空洞、衬砌侵入建筑限界等。本文主要探讨一下隧道混凝土衬砌厚度检测的常用方法及地质雷达法在隧道混凝土衬砌厚度检测中应注意的技术问题。
二、隧道混凝土衬砌厚度检测常用方法
隧道混凝土衬砌厚度检测常用的方法有：冲击－回波法、激光断面仪法、直接测量法和地质雷达法。 1、冲击—回波法
冲击－回波法检测原理;是基于瞬态应力波应用于无损检测技术。利用一个短时的机械冲击产生低频应力波，应力波传到结构内部，被缺陷、构件底面反射回来，这些反射波被安装在冲击点附近的传感器接收下来，并被送到一个内置高速数据采集及信号处理的便携式仪器。将所记录的信号进行幅值谱分析，谱图中的明显峰正是由于冲击表面、缺陷及其它外表面之间的多次反射产生瞬态共振所致，它可以被识别出来并被用来确定砼结构的厚度和缺陷位置。
2、激光断面仪法 用激光断面仪法：激光断面仪的测量原理为极坐标法，以某物理方向（如水平方向）为起算方向，按一定间距（角度或距离）依次测定仪器旋转中心与实际开挖轮廓线交点之间的矢径（距离）及该矢径与水平方向的夹角，将这些矢径端点依次相连即可获得实际开挖的轮廓线。基于隧道激光断面仪能快速检测各类隧道界限（内轮廓线），并根据衬砌浇筑前的初期支护内轮廓线或围岩开挖轮廓线的检测结果实现自动数据比较，快速指导施工决策或验收。
显然利用该方法检测厚度必须满足以下条件：
(1)拥有衬砌浇筑前的初期支护内轮廓线或围岩开挖轮廓的实测结果，可作为衬砌外轮廓线的测试结果。
(2)衬砌背后不存在孔洞或离缝；
(3)必须将衬砌外轮廓线的测试结果与内轮廓线的测试结果换算至同一坐标系中。
3、直接量测法
直接量测法：就是在混凝土衬砌中打孔或凿槽，从而直接量测衬砌厚度。该方法是量测衬砌混凝土厚度最直接、最准确的方法，不足之处在于该方法具有破坏性，会损伤衬砌及复合式衬砌结构中的防排水设施。
目前常用的方法有两种：冲击钻孔取芯量测法和冲击钻打孔量测法。
(1)冲击钻孔取芯量测法
(2)冲击钻打孔量测法
4、地质雷达法
地质雷达法基本原理
地质雷达(Ground Penetrating Radar，简称GPR)依据电磁波脉冲在地下传播的原理进行工作。根据电磁波理论，当雷达脉冲在地下传播过程中，遇到不同电性介质交界面时，由于上下介质的电磁特性不同而产生折射和反射。发射天线将高频的电磁波以宽带短脉冲形式送入地下，被地下介质(或埋藏物)反射，然后由接收天线接收(如图1)。通过对所接受的雷达信号进行处理和图像解释来探测目标体。由于地层或目标体深度的不同，反射波返回到地表的时间也不同，这样便可以形成以时间(t)代表不同的地层深度的地质剖面，称作雷达时间剖面。
计算公式如：
其中，x为天线间距，每次探测具有确定的数值，y为电磁波在介质中的传播速度，可以用共中心点法(CMP)现场实测，也可以根据经验数值获取，通过上式确定反射界面或目标的深度z。
在实际测试工作中，只要知道电磁波传播速度，将其输入计算机，并设置好初始点时值．计算机可通过雷达测试专用软件将记录的时间剖面自动转变为深度剖面，厚度界面即可通过人机对话方式生成。隧道衬砌厚度计算结果，既可以厚度剖面图形式输出，也可以各处厚度值数据形式输出。
三、地质雷达法在隧道混凝土衬砌厚度检测中应注意的技术问题
地质雷达检测方法可以对隧道衬砌混凝土厚度、密实性、脱空等进行快速检测，是一种采用高科技手段,以其高分辨率和高准确率,能快速、高效地进行无损检测的方法,在隧道工程质量检测中得到广泛的应用。但在检测过程中仍有一些要特别注意的问题，它将直接影响到其检测数据的准确性,以下就从几个方面 进行了探讨。
1、天线的选择
用于隧道检测常用的天线，其频率为400～ 1 000 MHz。选用天线时，应根据隧道衬砌设计的厚度及检测要求而定。如果建设方对厚度检测的精度要求较高，宜采用频率为900，1 000 MHz的天线，如果建设方不作具体要求，一般采用400，450，500 MHz的天 线。
2、 测线布置
隧道检测一般对拱顶、拱腰及边墙三大部位进行检测。准确地说，拱腰测线应布置在起拱线1 m范围内，边墙测线有二种情况：
①对直墙断面，应在边墙的中部和墙脚1 m范围内各布置1条测线；
②对曲墙断面，应布置在边墙脚1 m范围内。
目前由于受经费限制，无论是直墙断面，还是曲墙断面，一般只进行3条或5条线的检测，因此，在检测前作好计划，对每个检测部位都应做到均衡布置测线，使检测结果能够较全面地反应工程整体质量分布情况。
3、 里程标记
为了保证时间剖面上各测点的位置与实际检测里程的位置相对应，在隧道边墙上，每5或10 m作一个标记，标注里程以供核对，同时，应尽量使天线均速移动，即使是采用里程轮，也应对记录的里程与实际里程进行核对。特别是曲线隧道，边墙里程与线路不一致时，应进行相应修正，或应以隧道边墙里程进行分析，给出边墙里程与线路里程对照表。
4、现场数据采集
（1）采集参数的选择
现场测量开始前，应该对雷达的采集参数进行设定，最好在进入现场前在室内完成，进入现场后，可根据情况略加调整。参数设置的是否合理影响到记录数据的质量，至关重要。
① 探测深度与时窗长度：探测深度的选取原则是既不要选得太小而丢掉重要数据，也不要选得太大降低垂向分辨率。一般选取探测深度H为目标深度的1.5倍。根据探测深度H和介电常数ε确定采样时窗长度（ns）为
range = 2H(ε)1/2/0.3 = 6.6 H(ε)1/2 （1）
时窗选择语应略有富余，宁大勿小。
② A/D采样分辨率：雷达的A/D转换有8， 16，24 Bit可供选用。对隧道检测，一般选择16，24 Bit。
③ 采样点数：扫描样点数samples/scan有 128，256，512，1 024，2 048 scan可供选用。为了保证高的垂向分辨，在容许的情况下尽量选大。对于不同的天线频率Fa，不同的时窗长度range，选择样点数samples应满足下列关系：
samples ≥ 10-8 range Fa （2）
④ 扫描速率（scans/s）：扫描速率是定义每秒钟雷达采集多少扫描线记录，扫描速率大时采集密集，天线的移动速度可增大，因而可以尽可能的选大。当扫描速率Scans／s决定后，要认真估算天线移动速度TV。估算移动速度的原则是要保证最小探测目标(SOB)内至少有20条扫描线记录：
TV ≤ scans SOB （3）
⑤ 增益点数的选择：增益点的作用是使记录线上的不同时段有不同放大倍数，使各段的信号都能清楚的显现出来，其位置最好是在反射信号出现的时段附近。时窗短时选2点增益，时窗长时选4或5。增益大小的调节是使多数反射信号强度达到满度的60 %～70 %，增益太大将造成削顶，增 益太小将丢失弱小信号。
⑥ 滤波设置：目的是为了改善记录质量。滤波分垂向滤波和水平滤波，垂向滤波又分高通和低通，高通频率选为天线频率的1/6，高于这个频率的信号顺利通过，相当于带通滤波器里的低截频率。垂向低通频率选为天线频率的2倍，低于该频率的波顺利通过，相当于带通滤波器里的高截频率。水平滤波分水平平滑和背景剔除，以消除仪器和环境的背景干扰。水平平滑通常取3道平滑，背景剔除功能只在回放时起作用。
⑦ 选择合适的采集方式：雷达的采集方式有连续采集、逐点采集、控制轮采集等。连续采集是最常用的采集方式，具有工作效率高的特点，便于界面连续追踪。逐点采集一般在表面起伏变化大的情况下采用，或是使用低频拉杆天线时采用。控制轮采集是通过控制论行走为记录打标记，资料位置标记均匀准确。
⑧ 选择适宜的显示方式：雷达显示是现场观察探测结果的只管展示，仪器预设了几个可供选择的彩色显示方式，可以根据不同对象选用，通过比较选择效果最好的方案。显示方案的振幅分成16等级，正幅值8级，负值8级。对16级的不同分法形成了3种显示方案：线性分割；平方根分割；按平方分割。在大多数情况下采用第一种方案，在要求突出弱信号时采用第二种方案，第三种方案在需要反映主要强反射界面时才采用。
5、雷达波速的确定
雷达波速是计算衬砌厚度的最重要参数。因隧道衬砌的施工及用料情况不同，混凝土衬砌和喷射混凝土中雷达的传播波速有一定的变化范围，因 此，现场实测雷达波速在衬砌中的走行速度是重要的数据参数。简单实用标定波速的方法是：在隧道衬砌上作雷达短测线测取衬砌与岩体交界面反射波走时Δt，再在测线部位打钻孔穿透衬砌，实际丈量衬砌厚度D（应作孔斜校正），反算出V与Er。
V = 2D / At;
（4）
E r = ( CO / V )2 ;
式(4）中 V为实测的雷达波速；D为衬砌实际厚度；Δt为实测反射时；CO为在空气中的雷达波速 30 cm/ns；Er为实测介电常数值。
如果无法钻孔，可根据隧道进出口明洞衬砌厚度与实测反射走时，计算出V，取平均值作为衬砌厚度计算的参数。
6、环境干扰和界面波相的参考记录
雷达现场探测时，为有效、可靠识别第一个界面反射波和区分环境干扰波，要将天线远离界面和靠近界面，向左和向右反复移动几次，第一个界面反射波走时会发生同步变化，后向的环境干扰波形会发生反向变化，将这些记录下来，以备资料分析解释时使用。
四、结语
近几年，隧道混凝土衬砌厚度检测方法有很多，但其中最常用的方法是地质雷达法，该方法已广泛应用于隧道混凝土衬砌厚度、背部的回填密实度、内部钢架、钢筋分布等隧道内部质量检测，在充分处理好地质雷达在隧道工程质量检测中应用的技术问题之后,将会使地质雷达在隧道检测中的应用得到更高层次的发展,以满足新建隧道质量检测和既有/运营隧道的技术状况检测的需要,使地质雷达检测成为我国的基础设施建设中质量控制不可缺少的检测方法。如与其它检测方法配合使用,地质雷达在隧道检测中将取得更好的效果,同时也能发挥该技术的最大潜力。
【参考文献】
[1]陈建勋.公路工程隧道试验检测技术.人民交通出版社2010.5
[2]地质雷达方法检测隧道衬砌厚度研究.[筑龙网]
雷达技术论文范文5
关键词：分析方法；机理研究；沉降监测
近年来由于轻轨交通的运量大，速度快，耗时短的特点，到2016年年底，全国已经建成大约2500公里的轨道里程。由于国务院放开了轨道交通建设的审批门槛，所以各大城市也在紧锣密鼓的加紧各自城市的城市轨道交通的建设步伐。但是由于南北方的天然地质条件有相当大的差别，在这种无差别式的发展模式下，必定会引起较为严重的岩土工程问题。
1 计算分析方法
1.1 有限元法
有限元法的关键思维是把一个连续的整体划分为若干个子单元，并通过节点之间的相互连接作用，组成一个组合整体，对于其内部的每个单元都采用一个近似的函数来表示，并且最后表示出整个求解区域的未知变量，再通过原始数学模型的分析，建立要求解未知量的微分方程，再表示为矩阵方程，最后得到原始问题的解答。有限元法有其自身不可替代的优越性：（1）几何模型适用性：其内部单元可以是不同的几何形状。（2）物理问题适用性。（3）严格理论之上的可靠性。（4）计算机计算的高效性。
1.2 地层损失法
地层损失法采用的是弹性地基粱法，地层损失法最先用于隧道地面沉降的计算，其损失量为开挖土体的体积与隧道体积的差值，并通过这个差值大小来确定地层损失率，进而估计地面沉降的大小。而现今的基坑开挖中，也极为广泛的得到运用，把围护结构侧向的位移围城面积与地面沉降的面积之比值关系，求得地面的沉降。
1.3 估算法
（1）时空效应法：通过工程实践的证明在基坑开挖支撑中，由于基坑开挖会使得土体被暴露于空气中，进而使得时间会影响坑体的稳定性和变形变位，甚至当开挖基坑的尺寸大小较大时，这种时空效应会更加的明显。（2）稳定安全系数法：在此法的最关键性结果是认为，基坑底部抗隆起安全系数、支护结构最大水平位移、地面最大沉降，这三者存在一定的关系，从而通过彼此的关系进行实践性运用，解答实际问题。
2 沉降机理及影响因素
地面沉降是一个由多方面因素耦合的结果，既有人为的因素也有自然的灾害因素，地下结构的开挖、土体自然固结、荷载变化再压缩、地下水位开采变动、降雨引起的渗流力作用、海平面的上升等都是沉降不可忽视的重要因素。
2.1 土自重压密固结
地面沉降量随着时间增长而增大，在软土和人工填土等空隙较大、压缩性较强、承载能力较低的地区，会发生土体在自身重力的作用下，土体排除自身水分、颗粒重新排列的作用，使得土越趋密实，使得地面不可避免的发生沉降。
2.2 地下开采过量沉降
地下水位开采会引起土体的原始应力的有效应力发生变化，进而推进土体的再次固结变形，而松散土体颗粒的变形是由于土体内部本来就存在大大小小的空隙没有完全的压缩密实，开采会引起原始应力的平衡被打破，从而土体会寻求新的平衡点，使得土体内部颗粒发生重新排列，引起地面的塌陷甚至崩塌事故的发生。
2.3 地下渗流力的作用
在开挖区，一般会形成开挖临空面，而当地下水位较开挖区而言较高时，会使得坑体外部的水分会沿着地表向坑内发生流动，在流动的过程中，会产生一定的渗流力，渗流力对于土体的固结和沉降有着加剧的作用。并且水分的，更加有利于颗粒间的移动，对沉降位移也是一大因素。
2.4 城市高程建筑物之间的相互作用
由于现代化建设的持续化进行，城市化也在加紧步伐，城市高程建筑物如同雨后春笋般的耸立，势必会对原始的地层造成附加的荷载作用，使得地面发生再次压缩变形，更有甚者，彼此之间应力影响区的重叠，造成更加剧烈的地面变形破坏。
3 地面沉降监测
地面沉降的监测作为评价和验证地面危害性研究具有极其重要的作用，能够及早的提醒人们对于沉降危害的预防和治理，监测的技术大致可以分为以下几个方面：水准测量技术、三角高程测量技术、GPS测量技术、INSAR监测技术、分层沉降监测技术。
3.1 水准测量技术
在有地面沉降的地区，布设地面沉降水准网，对地面沉降进行反复的监测研究，并为控制地方沉降提供准确、可靠地资料。
3.2 三角高程测量技术
通过对自身位置和需要观测位置的角度测量和水平距离的测量工作，从而利用三角函数关系，计算出地面沉降的大小的方法，对于不同的地势条件都有很好的适用性。
3.3 GPS测量技术
主要是通过相对定位方式，对于不同的点可以得出该点的三维坐标，从而达到监测沉降的目的，但是此方法对监测系统的选择有很大的要求。
3.4 INSAR监测技术
合成孔径雷达干涉技术，是通过雷达技术获取SAR图像，并利用不同角度时SAR图像具有不同相位差或干涉条纹的原理，从而可以通过调整视角，从而得到分辨率较高的数学高程模型。
3.5 分层沉降监测技术
针对土体，在不同的高程和位置，设置沉降观测点，来测量土体的分层沉降值，继而得到总体的沉降值。分层沉降系统可以分为：钢尺沉降仪、沉降管、沉降环等。
4 结语
地面沉降是城市公路、地铁隧道、基坑开挖、地下开采工程中常见的地质灾害问题，文章分析了基坑开挖的地面沉降影响因素、沉降观测手段、和沉降的机理性研究，为我们更好地认识和预防地面沉降危害的发生，有效保护生命财产安全，对社会的发展有着积极地作用。
参考文献
[1] 孙世坤，地铁深基坑墙后地表沉降规律研究[D].中国地质大学（北京）硕士论文，2012.
[2] 安鹏，宋文华，伍东.Peck法在全地下式泵站基坑周围地表沉降安全监测中的应用[J].建筑安全，2008（11）.
雷达技术论文范文6
关键词：地球物理；勘探技术；发展趋势；应用
地球物理勘探的主要目的是通过运用现代科学技术手段，对地质构造展开深度分析，为建筑工程选址、矿产资源勘探等工作推行与落实奠定技术基础。在地球物理勘探过程中，所使用的主要仪器设备为物探仪器，由此以详细检测分析地壳中的岩石物理参数。如今，地球物理勘探技术在地质、煤炭、水电、建筑工程、石油等多个领域中应用，并且发挥处理显著的应用效果。
1地球物理勘探技术常用方法
1.1传统技术下的地球物理勘探
1.1.1电法勘探这种方法在地球物理勘探期间应用最为普遍，通过研究电学性质变化规律以及地层电磁场变化规律，基于电性之间的差异性，对电场分布规律展开研究测量，从而保证地质情况被详细的了解[1]。1.1.2磁法勘探通过选择使用磁力仪器检测设备检测地质之间的磁性差异，对地下磁场的分布规律和异常情况作出研究，保证在段时间内寻找出地质问题。1.1.3重力勘探不用地质之间，其密度是各不相同的，以这种特点为出发点，选择应用重力测试仪器观察重力异常情况，了解和全面掌握地下地层起伏变化情况。1.1.4地震勘探地震勘探技术是发展速度比较快的技术手段，该技术综合运用人工激发地震波的方法，基于岩石地震波传播规律和地层地震波传播规律，对地质性质作出探究，预测地质活动情况，采取必要的措施应对灾害发生。
1.2新技术下的地球物理勘探
伴随着现代科学技术发展，地球物理探测仪器设备逐渐科技化，先进的电子技术逐渐取代传统的地质勘探设备，使得地球物理勘探质量提升。就探测深度对地球物理勘探技术进行分类，主要分为超浅层、浅层、中深层和深层。在超浅层勘探过程中，可选择使用浅层地震技术和地质雷达技术。在浅层勘探过程中，可选择使用高频电磁成像技术和高密度电阻率。在中深层勘探过程中，可选择使用高精度重力测试和可控源电磁测深。在深层勘探过程中，可选择应用深层地震勘探技术、高精度处理测量技术和天然大地电磁测探技术[2]。
2地球物理勘探期间的新理论和新算法
2.1小波理论
小波理论是以傅里叶理论为基础的，比较合适被使用在数据压缩、信号中差分方程数值解、成像处理、子波算法等方面应用，由此可显著提升信噪比和数据分辨率[3]。
2.2神经网络理论
神经网络理论对人脑的思维活动方式进行模拟，从而完成数据分析，在应用该技术手段的时候，可通过样本资料学习，研究及分析活动，确保得到的参数结果具有应用价值，也可以在短时间内判断出样本资料应用价值，完成尚未处理的数据信息。
2.3几何分形理论
几何分形理论的实质，是对自然环境下经常性出现的不规则现象、不稳定现象以及常见现象展开分析，系统性分析在自然环境下，各种尺度的物体和现象之间的相似性。所以，在对整体信息进行预测时可通过使用局部信息完成[4]。
2.4混沌理论
在非线性系统描述方面多使用混沌理论体系，混沌理论体系与几何分形理论体系之间存在着十分密切的联系，都可以解释不同尺度下的标度律、差异性和相似性。
2.5地理信息系统理论
地理信息系统是一种以计算机为基础的探测体系，需要综合软件支持和硬件支持，采集、存储、管理、查询和输出时间和空间数据信息，通过数据信息的处理方法，保证在最短时间内查询并分析出数据信息[5]。
3地球物理勘探技术应用
应用地球物理探测技术，最为常见的领域是能源资源勘察。我国能源资源结构多以天然气、石油、煤炭等化石类为主，这种类型的能源资源在勘探时，对于地球物理勘探技术有着很强的依赖性。比如在勘探煤矿资源、天然气资源和石油资源期间，大地电磁勘探技术的应用性很强。通过应用地球物理勘探技术，可以快速寻找出不用地区的油气区构造情况，并且完成相应的评价，寻找到能源资源。在前期的勘探活动中，基本上需要依靠地震勘探技术实现，在详细的勘察期间，需对大地电磁测探技术、高精度磁力技术、高精度重力技术等展开综合运用，对油气地区的构造情况和油气地区区块作出评价，寻找适合油气存储的地质构造，解决勘探油气时存在的疑难问题。金属矿物探技术作为另一种经常被应用的物探技术，大多是利用电法和磁法完成金属矿物质勘探。这种勘探技术在应用工程中，基本上是采取电法模式完成的，为金属矿物质勘探提供便利，并且为工作顺利开展提供支持。该技术手段应用的基础，是围岩和矿体之间的电性差异，研究在地下传导时人工稳定电流场分布规律。磁法勘探的基础是矿体，或者时赋存围岩与其构造两者之间出现的磁性差异结构，在地表环境和高空环境下，探究分析磁场强度变化规律。在地球物理勘探技术中，工程物探技术应用也比较广阔。现代建筑工程施工建设现状随着社会经济发展而呈现出全新的变化，这就要求在工程勘探期间，总结出项目工程物理勘探的基本需求。工程物理勘探技术在铁路施工、公路施工、管道施工、水利施工和建筑施工方面有着很大的作用。将物理勘探技术应用在环境保护和自然灾害防治工作中，也是极具价值的。在应用地球物理勘探技术期间，可及时对电、热、光等物理要素进行检测，了解其变化情况，正确认识环境的变化过程，从而为提升环境保护质量，落实环境保护工作奠定基础。突发性自然灾害严重影响着人们的生命健康和财产安全，在对自然灾害进行预测和预防时，合理的应用地球物理勘探技术，能够取得良好的效果。
4地球物理勘探技术未来发展趋势
就当前地球物理勘探技术的应用现状看来，相关专业人员与物理勘探工作人员之间的联系不够密切，甚至各项工作在结合的时候存在着疏忽，难以实现相互帮助发展的需求。在实际工作期间，相互监督、共同进步的现象也存在着问题。工作人员没有将计算机网络力量彻底发挥出来，在分析资料和查询数据时，经常性的处于被动状态。在信息技术高速发展的时代背景下，工作人员必须要对计算机网络技术系统性掌握并且熟练使用，从而保证自身工作效率提升，保证全面、准确、安全的完成各项地球物理勘探工作。地球物理勘探技术解释期间，秉承着多次反馈的基本原则，详细如下所示。图1地球物理综合解释多次反馈图随着社会经济发展，人们对于能源资源的需求量日渐增加，重视程度也逐渐提高。在地球物理勘探技术的研究和开发过程中，研究者不断投入资金和精力，以求获得突破。就当前地球物理勘探技术发展现状而言，地球物理勘探技术已经获得突飞猛进的发展，全新的功能和类型不断涌现，有效延伸了地球物理勘探技术的应用范围。例如，在地球物理勘探过程中，按照使用标准和检测要求，优化改良了超导重力仪设备和超导磁力仪设备，改良后得仪器设备，无论精准度还是稳定性，都获得了大幅度提升，为勘探与开采矿物资源有着很大贡献。计算机辅助测试技术应用，是计算技术发展的产物，该技术手段具有很好的集成性。换言之，地球物理勘探期间，综合物理勘探技术和测量仪器设备，寻找出各类设备在应用过程中的新功能。通过新功能的应用和旧功能优化，可以保证地球物理勘探技术优化，数据信息呈现出良好的精准度，另外还能够将计算机硬件和软件的发展趋势作出反映。灵活性的选择和使用高速单片数字信号处理器，将其应用在地球物理勘探技术上，增强信号处理功能、数据处理功能和误差修复功能，有效保障物探技术应用质量和效率[6]。总线技术发展应用。在物探仪器设备上应用总线技术，是当前物理勘探工作中最不可获取的技术手段之一。物理勘探技术包含有插卡式技术、模块化技术以及积木式技术。这种技术手段在应用过程中，为自动测量提供便利，同时还可以快速寻找出相关参数值，保证与多参数和多功能基本要点相符合。在模块式系统当中，可保持结构处于紧凑状态，避免发生结构问题。数据采集技术和计算机技术应用发展。地球物理勘探技术随着科学技术的发展进步，已经逐渐走向国际化，同时还呈现出灵活性、数字化、功能化和智能化等多种特点。随着社会经济的发展进步，社会生产与发展需要耗费大量的能源资源。如今，世界大多数地区的浅层矿产资源已经被勘探完成并且开发殆尽，科学技术发展水平比较高的国家，逐渐将勘探活动过渡到海洋地区、沼泽地区以及沙漠地区等等，从而弥补当前国家发展出现的资源不足问题。
5结语
地球物理勘探技术与现代计算机技术和勘探理念相结合，提升了处理数据和地质问题解决的效率和质量，同时也提升了探测精准度。由于在地球物理勘探活动中新材料、新技术和新理论全面应用，使得地球物理勘探技术的应用范围不断拓展。总而言之，在新的技术支撑下，勘探技术必然会朝向更加健康的方向发展，保证工程质量的同时，获得良好的使用效益。
参考文献
[1]周冠一.地球物理勘探技术现状与发展[J].世界有色金属,2019,000(013):183,185.
[2]吴骏业、郭荣文、柳建新、陈杭.神经网络在地球物理勘探中的研究进展[J].工程地球物理学报,2020,(04):111-118.
[3]廖建军,岳礼.物探测绘技术在石油勘探及开发中的应用及发展趋势[J].智能城市,2019,(10):49-50.
[4]郭继颂,肖君.青藏高原冻土地球物理勘查方法组合模式[J].名城绘,2019,(09):1-2.
[5]何荣钦.基于层剥离的大地电磁数据在干热岩监测中的研究与应用[D].吉林大学,2019.
