J4 ›› 2011, Vol. 41 ›› Issue (1): 265-270.

• 地球探测与信息技术 • 上一篇    下一篇

层状介质探地雷达信号Q值估计及反Q滤波

张丽丽1,2|刘四新1|吴俊军1|张芝贤2   

  1. 1.吉林大学 地球探测科学与技术学院|长春 130026;
    2.沈阳航空航天大学 |电子信息工程学院|沈阳 110034
  • 收稿日期:2010-04-21 出版日期:2011-01-26 发布日期:2011-01-26
  • 通讯作者: 刘四新(1966-),男,山西太谷人,教授,博士生导师,主要从事探地雷达,钻孔雷达及电磁波测井的方法理论研究 E-mail:liusixin@jlu.edu.cn
  • 作者简介:张丽丽(1979-)|女|黑龙江讷河人|博士研究生|主要从事探地雷达信号处理研究|E-mail:zhanglili_lily@sohu.com
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(40874073);国家“863”计划项目(2008AA06Z103)

Layered Media Q Estimation for GPR Signal Processing and the Algorithm of Inverse Q Filtering

ZHANG Li-li1,2, LIU Si-xin1, WU Jun-jun1, ZHANG Zhi-xian2   

  1. 1.College of GeoExploration Science and Technology, Jilin University, Changchun 130026, China;
    2.College of Electronic and Information Engieering, Shenyang Aerospace University, Shenyang 110034, China
  • Received:2010-04-21 Online:2011-01-26 Published:2011-01-26

摘要:

利用多层常Q模型描述层状介质探地雷达信号的衰减,并应用谱比法,通过求均方根Q值求得了层状介质每一层的Q值。将波场延拓理论应用到探地雷达信号的反Q滤波数据处理中,其步骤为:假定地下Q模型为多层常Q结构,对每个常Q层,将地表波场记录直接延拓到当前层顶部;在常Q层内对延拓后的波场在时频域采用广义S变换,对信号进行反Q滤波;对滤波结果求广义S反变换,得到反Q滤波后的时域信号。最后利用本方法对合成的3层探地雷达衰减记录和实验得到的2层探地雷达衰减记录进行了振幅和相位补偿,验证了该算法在探地雷达反Q滤波中的正确性和有效性。

关键词: 信号处理, 层状介质, 谱比法, Q滤波, 波场延拓, 广义S变换

Abstract:

Layered medium attenuation algorithm using constant Q model for ground penetrating radar (GPR) signal processing is introduced. Comparing with traditional GPR method in which it used single Q-factor to describe the attenuation of medium, moreover, the Q-factor of layered medium is determined by getting mean square root Q value using the spectral ratio method. At the same time, the step can be described as follow: the theory of wavefield downward continuation is applied to GPR signals to process the inverse Q filtering data. First, it assumes the underground Q model with multilayer constant Q structure. For each constant Q-layer, the surface wavefield records are directly extended to the top of the current layer. And then in the wavefield extended of the constant Q-layer, the signals are inverse Q filtered through generalized S transform in time-frequency domain. And then the generalized S inverse transform is done on the results of the filtering to obtain the time-domain signal of the inverse Q filtering. Finally, using this method, the amplitude and phase of three-layer GPR signals attenuation which are synthesized and two-layer GPR signals’ attenuation which are gained though test are compensated, and the result shows that the algorithm is correct and valid in inverse Q filtering of GPR signals.

Key words: signal processing, layered media, spectral ratio method, inverse Q filtering, wavefield downward continuation, generalized S transform

中图分类号: 

  • P631.3
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