基于ANN的探地雷達(dá)淺層目標(biāo)識別與電性能參數(shù)的反演.pdf

1、探地雷達(dá)(Ground Penetrating Radar,GPR)作為一種地下目標(biāo)的有效探測手段廣泛應(yīng)用于軍事、公安、城市建設(shè)、公路、鐵路、機(jī)場、水利、隧道等許多領(lǐng)域,因此,探地雷達(dá)地下目標(biāo)信息反演技術(shù)的研究對國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有十分重要的意義。雷達(dá)接收到的電磁波幅度、時延會隨著地下目標(biāo)的深度、大小、材質(zhì)、幾何形狀和背景電性能參數(shù)的改變而改變。它們之間存在復(fù)雜的非線性關(guān)系,利用前向模型和優(yōu)化算法難以反演以上未知參數(shù)。有鑒于此,本文提出了一

2、種結(jié)合圖像處理與非線性參數(shù)反演的算法,綜合實現(xiàn)地下目標(biāo)定位和參數(shù)反演。本文工作包含以下幾部分內(nèi)容:
　　 第一,目標(biāo)定位:利用對稱度算法自動提取雙曲線的頂點(x0,t0),該算法不僅能對單目標(biāo)進(jìn)定位,也能實現(xiàn)多目標(biāo)進(jìn)行定位和統(tǒng)計目標(biāo)數(shù)量。
　　 第二,背景介電常數(shù)估計:結(jié)合不同速度模型和最小二乘法評價準(zhǔn)則的準(zhǔn)確估計天線貼地和天線離地兩種測量狀態(tài)下的電磁波波速V,為后續(xù)目標(biāo)半徑估計打下基礎(chǔ)。
　　 第三,地下目標(biāo)半

3、徑估計:利用已經(jīng)反演出的參數(shù)(x0,t0)和v,基于Hough變換在修正的雙曲線數(shù)學(xué)約束條件下反演天線離地測量狀態(tài)下圓形目標(biāo)大小,實現(xiàn)目標(biāo)回波雙曲線的擬合。算法針對傳統(tǒng)目標(biāo)雙曲線數(shù)學(xué)模型中,因假定雷達(dá)緊貼地面或忽略雷達(dá)高度對傳播路徑的影響導(dǎo)致的目標(biāo)雙曲線擬合精度低以及目標(biāo)反演誤差大等問題,提出了雷達(dá)離地工作時目標(biāo)雙曲線的修正Hough數(shù)學(xué)模型,可以消除雷達(dá)離地工作對目標(biāo)參數(shù)反演的負(fù)面影響。仿真結(jié)果表明,與通用Hough變換相比,該算法具