一、仪器系统简介
地质雷达利用超高频电磁波探测地下介质分布，它的基本原理是：发射机通过发射天线发射脉冲电磁波讯号。当这一讯号在岩层中遇到探测目标时，会产生一个反射讯号。直达讯号和反射讯号通过接收天线输入到接收机，放大后由示波器显示出来。根据示波器有无反射汛号，可以判断有无被测目标；根据反讯号到达滞后时间及目标物体平均反射波速,可以大致计算出探测目标的距离。
由于地质雷达的探测是利用超高频电磁波，使得其探测能力优于例如管线探测仪等使用普通电磁波的探测类仪器，所以地质雷达通常广泛用于考古、基础深度确定、冰川、地下水污染、矿产勘探、潜水面、溶洞、地下管缆探测、分层、地下埋设物探察、公路地基和铺层、钢筋结构、水泥结构、无损探伤等检测。
创始于1969年的美国地球物理探测公司（GSSI公司），是世界上家专业研制地质雷达的公司，其前身为美国宇航局。随着60年代末期美国宇航局专门为阿波罗计划所研制的专用仪器，成功地探测到月球表面尘埃之后，世界上台进入民用的商用地质雷达得以在美国推出，它就是美国GSSI公司生产的SIR系列地质雷达的前身。它用电磁波为地质勘察服务，为勘察方法起到了革命性的推动作用。1990年GSSI公司兼并给OYO公司，使得其具有了雄厚的资金和进一步研究开发的前景。
在地质雷达行业中，GSSI乃是无可争议的先驱，她有一系列：
?73年收-发一体化屏蔽天线，使地质雷达从点测进化到连续测量；
?92年4通道数字化SIR-10A型快速扫描高精度雷达；
?94年底，在SIR-10A基础上，首先开发出高速公路测量雷达SIR-10H和空气耦合型天线，并在我国首先成功使用和推广；
?96年下半年首先研制出重量只有6公斤的便携式地质雷达SIR-2型。
GSSI公司一系列的不仅领导和代表了地质雷达在科技方面的先进性，而且始终成为其它公司模仿的典范。进入21世纪，GSSI再创辉煌，继续推出：
?世界上套地质雷达专用三维数据处理软件；
?世界上套扫描速度（800线/秒），功能强大的双通道SIR-20型透地雷达；
?世界上重量仅4.1公斤（包括电池）的便携式SIR-3000型透地雷达；
?的阵列天线，和用GPS定位的三维管线探测仪Pathfinder；
?独特的十四通道雷达，可同时作14根测线，覆盖宽度达1.8米；
二、应用领域
随着我国经济的快速发展，对物探领域的巨大投入，地质雷达凭借其广泛的应用领域及简单易学的操作，越来越收到广大用户的青睐，成为地质灾害，工程物探等领域用户的好帮手。其主要应用有以下几方面：地质环境调查；地质灾害预报，如滑坡、冻土；地形探测；公路、铁路路面、路基的快速检测；隧道超前预报及衬砌检测；市政管线探测；堤坝、桥梁、混凝土的缺陷检测；考古探测；未爆炸物探测等。
图1：地质雷达在世界各地的主要应用领域
三、主要性能与特点：
★仪器硬件性能优势：
1.SIR-20专业型地质雷达
√全金属外壳加固型笔记本计算机作为数据采集系统，防尘、防潮、防震，提高了野外实用性，稳定性；
√目前世界上扫描速度雷达：800线/秒的扫描，支持快速检测；测量速度可达80公里/小时；
√多通道雷达，具有2个硬通道，4个软通道，可同时接两根天线进行测量，提高工作效率；
√数据实时采集，实时显示，实时处理。
2．SIR-3000型便携式地质雷达
√一体化设计；快捷简易的操作按钮使用户在短时间内即可掌握
√重量轻，加上内置式可充电电池共4.1kg，便于野外操作；
√防尘、防潮、防震设计，性能稳定，坚固耐用；
√数据实时采集，实时显示，实时处理；
√高分辨率强光型液晶显示，可在野外强光下操作；
√除了传统的USB、Ethernet,RS-232等接口外，还配备了独特的微型闪存装置，提供更便捷、快速的数据传输方式。
图2：SIR-20主机
图3：SIR-3000主机
3.天线
可满足不同工程检测的需要。而且，所有的天线都可与SIR-20/SIR-3000型雷达主机兼容。频率从16MHz到2600MHz可选；
天线种类参考：
√低频组合天线：16MHz,20MHz,35MHz,40MHz,80MHz。厂家的专励产品，可五种频率变频，用户可根据探测深度和地质条件选择不同的频率。
√收发分离式低频天线：40MHz,70MHz,100MHz。
√单体屏蔽天线：100MHz,200MHz,270MHz,400MHz,900MHz,1GHz,1.6GHz,2GHz，2.6GHz。
√空气耦合天线：1GHz,2.0GHz,400MHz。
√井中天线：400MHz,1000MHz。
4.电缆
天线和主机之间使用完全频蔽的同轴电缆进行数据传输，比其他厂家选择的光缆传输方式更加结实耐用，防土、防尘能力强，不受环境限制。
★仪器软件性能优势：
GSSI公司开发了各种功能的雷达软件包更丰富了雷达系统的应用，除了配备专用的雷达数据后处理软件，用户还可根据自己需要选择特殊功能的软件模块，包括：
√正演软件：自定义地质模型，模型设置简单；设计天线首波脉冲；显示电磁波衰减，几何传播特性收发天线方向响应；电磁波垂直、水平极化；电磁波反射、投射特征；电磁波射线路径显示；偏移处理。
√道路结构评估软件：专门用于公路测量使用，自动去除干扰。高速公路结构分层自动跟踪分析，显示桩号、层厚，层厚偏差电子表格。
√钢筋结构识别软件：钢筋分布深度定位显示，市政管线分布定位,三维深度切片，钢筋网透视图，管线立体定位，建筑物中空洞、裂缝显示。
√快速三维成像软件：2D反演，3D处理和显示，市政设施三维和二维可视化成象显示。
√交互式三维解释软件:可交互查看有操作者选取的多个管道或其他目标体,自动识别管道及目标体,快速生成结果.可用不同标识,编辑目标体和管道的尺寸,颜色,材质等。
√桥梁结构及锈蚀分析软件：能定位钢筋并能计算新桥板结构中的钢筋保护层的厚度,并能用GSSI的方法进行腐蚀区域成图.针对桥面数据的后处理分析而做的特别改进性设计。
四、主要技术指标
1.1主机
※1.1.1双通道实时数字采集处理器，操作平台为WindowsNT。通道数：可同时记录2个通道的数据。
※1.1.2主机可适配所有高中低频雷达天线，频率范围从16MHz到2600MHz。
※1.1.3分辨率：5ps
※1.1.4量程增益：-20～100dB，自动或用户可选；增益曲线分段可以从1～8进行选择。
※1.1.5扫描速率：每秒2～800次扫描可选，具有DSP数据快速采集系统。
※1.1.6时基精度：0.02%
※1.1.7信噪比：>110db。
※1.1.8动态范围：120dB。
※1.1.9记录长度：自动或用户可选，0～8000ns；
※1.1.10电源：整个检测系统只需一个电源系统12VDC，11～15VDC
※1.1.11迭加：2～32768个扫描。
※1.1.12输出数据格式：8位或16位可选
※1.1.13扫描样点数：256、512、1024和2048可选
※1.1.14相对湿度：<95%
※1.1.15温度变化：<1℃/分，<10℃/30分
※1.1.16存储温度：-40℃-60℃
※1.1.17标准内部数据存储：>60GB
※1.1.18可选外部数据存储：使用PC并口的任何标准PC外围设备、USB或以太网接口
2.1天线
※2.1.1天线类型：兼容屏蔽式或非屏蔽式、连续拖动或点测、地面直接耦合天线。
※2.1.2适配天线基本频率：16MHz、20MHz、35MHz、40MHz、80MHz、35MHz、70MHz、100MHz、200MHz、270MHz、400MHz、900MHz和1.6GHz、2.0GHz、2.6GHz。
※2.1.3天线和主机之间用同轴电缆进行数据传输，结实耐用，防土、防尘能力强，不受环境限制。
3.1软件要求
※3.1.1主要软件应包括：基本数据处理、正演软件、建筑结构分析和市政管线调查、三维分析、桥梁结构分析和三维切片等软件。
4.1配置要求：
※4.1.1双通道主机
※4.1.230米同轴电缆
※4.1.340米光纤电缆
※4.1.4100MHz单体屏蔽天线
※4.1.5低频组合天线包括:16MHz、20MHz、35MHz、40MHz、80MHz,可根据探测深度的需要和地质条件选择不同的频率。
※4.1.6测量轮编码器
※4.1.7电池包（包含电池，充电器各一块）
※4.1.8数据后处理主软件
※4.1.9GPRSIM正演软件
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