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基于修正霍夫模型的双曲线拟合及目标尺寸反演

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解放军理工大学学报（自然科学版） 2012年第4期13卷 365-370页

作者：赵庆敏李巍周辉林南昌大学信息工程学院江西南昌330031

针对传统目标双曲线数学模型中,因假定雷达紧贴地面或忽略雷达高度对传播路径的影响导致的目标双曲线拟合精度低以及目标反演误差大等问题,基于双曲线形成机理提出了雷达离地工作时目标双曲线的修正Hough数学模型。该算法利用对称度法... 详细信息

针对传统目标双曲线数学模型中,因假定雷达紧贴地面或忽略雷达高度对传播路径的影响导致的目标双曲线拟合精度低以及目标反演误差大等问题,基于双曲线形成机理提出了雷达离地工作时目标双曲线的修正Hough数学模型。该算法利用对称度法和极值法分别实现双曲线顶点的定位和图像二值化,基于双曲线修正数学模型,利用Hough变换反演圆形目标大小,实现目标回波双曲线的拟合。仿真结果表明,与通用Hough变换相比,该算法具有更好的拟合效果和反演精度。

关键词：探地雷达修正Hough模型双曲线拟合

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改进预测反褶积抑制探地雷达多次波方法研究

计算机仿真 2024年第6期41卷 359-363页

作者：甘海铭闫坤辛文凯刘宗辉桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004 卫星导航定位与位置服务国家地方联合工程研究中心广西桂林541004 广西大学土木建筑工程学院广西南宁530004

为了避免探地雷达(GPR)在地质勘测中因反射而产生的多次波干扰影响后续的地质解释,需要对多次波进行检测和抑制。针对常见的双曲线反射信号,依据一次波和多次波的形状,通过定位多次波位置,拟合双曲线回波,利用双曲线拟合函数自动控制预... 详细信息

为了避免探地雷达(GPR)在地质勘测中因反射而产生的多次波干扰影响后续的地质解释,需要对多次波进行检测和抑制。针对常见的双曲线反射信号,依据一次波和多次波的形状,通过定位多次波位置,拟合双曲线回波,利用双曲线拟合函数自动控制预测反褶积参数,最后通过反褶积实现了多次波的预测与去除。为测试算法效果,拟定多次波与弱目标回波位置高度重叠且多次波强度与弱目标强度相近的场景,有效去除多次波干扰并尽可能保留弱目标。与传统的预测反褶积处理相比,改进后的方法不仅能将多次波干扰抑制得更彻底,而且还能更好的凸显弱目标的回波。

关键词：探地雷达多次波抑制预测反褶积双曲线拟合

指数曲线与双曲线拟合在软基沉降预测中的对比分析

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探矿工程（岩土钻掘工程） 2011年第11期38卷 51-53,58页

作者：周鑫张强曾奕衡孙刚臣桂林理工大学土木与建筑工程学院广西桂林541001 重庆高速公路集团有限公司东南营运分公司重庆渝北401121 中铁二局第四工程有限责任公司四川成都610300

简要介绍路基沉降预测方法。根据厦深客运专线福建段第2标段D1K62+780的沉降观测数据对该断面进行指数曲线和双曲线拟合,将实测数据与拟合数据对比分析,得出指数曲线在沉降预测中相对于双曲线更加准确的结论。此外,指数曲线和双曲线拟... 详细信息

简要介绍路基沉降预测方法。根据厦深客运专线福建段第2标段D1K62+780的沉降观测数据对该断面进行指数曲线和双曲线拟合,将实测数据与拟合数据对比分析,得出指数曲线在沉降预测中相对于双曲线更加准确的结论。此外,指数曲线和双曲线拟合法相对于其他的沉降预测方法都要简单,便于工程技术人员的运用。

关键词：路基沉降沉降预测指数曲线拟合双曲线拟合

基于探地雷达杂波抑制与偏移成像的树木根系定位方法

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农业机械学报 2022年第3期53卷 206-214页

作者：李光辉徐汇刘敏江南大学人工智能与计算机学院无锡214122

探地雷达在果树和古树名木养护管理领域具有广阔的应用前景。针对探地雷达采集的Bscan图像中杂波影响根系定位精度的问题,提出了基于鲁棒深度自动编码器(RDAE)、直接最小二乘法(DLS)和频率波数域偏移(FKM)相结合的树木根系定位方法。首... 详细信息

探地雷达在果树和古树名木养护管理领域具有广阔的应用前景。针对探地雷达采集的Bscan图像中杂波影响根系定位精度的问题,提出了基于鲁棒深度自动编码器(RDAE)、直接最小二乘法(DLS)和频率波数域偏移(FKM)相结合的树木根系定位方法。首先,通过RDAE将零点校正后的Bscan图像分解为表示杂波的低秩分量和表示根系目标回波的稀疏分量,保留稀疏分量完成杂波抑制;然后使用DLS拟合目标回波形成的双曲线估算土壤的相对介电常数;最后,根据土壤的相对介电常数计算得出偏移速度作为频率波数域偏移的输入进行偏移成像,获取根系的半径和深度信息从而完成根系定位。实验结果表明:RDAE方法在仿真和实测数据上的杂波抑制效果对比均值减法(MS)、奇异值分解(SVD)和鲁棒主成分分析(RPCA)有着更高的信杂比和改善因子,通过DLS估计的土壤相对介电常数均方根相对误差为3.84%,根系定位的最大半径相对误差和最大深度相对误差分别为8.5%、8.7%,能够完成根系位置标定,满足根系无损检测的需求,可为树木健康管理和移植提供决策支持。

关键词：树木根系定位探地雷达偏移成像鲁棒深度自动编码器双曲线拟合

频率步进探地雷达信号源及信号处理研究与仿真设计

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频率步进探地雷达信号源及信号处理研究与仿真设计

作者：何缘南昌大学

学位级别：硕士

探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)是一种无损探测技术,利用雷达信号在地下不同介质间发生的反射、散射实现地质结构成像、地下目标定位、地下目标探测等。由于探地雷达探测具备高精度、高效率和无损探测的特点,目前主要应用... 详细信息

探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)是一种无损探测技术,利用雷达信号在地下不同介质间发生的反射、散射实现地质结构成像、地下目标定位、地下目标探测等。由于探地雷达探测具备高精度、高效率和无损探测的特点,目前主要应用于考古、矿产勘查、灾害地质调查、岩土工程勘察、工程质量检测、建筑结构检测以及军事目标探测等领域。除此以外,借助探地雷达对外星球进行透地遥感探测成为了近年来新的技术热点。Mars Express探测器所携带的MARSIS扫频步进雷达完成了对火星的在轨透地勘探,我国也利用玉兔号和天问号搭载探地雷达对月球和火星进行了探测。目前,天基探地雷达系统通常具备几个特点:采用脉冲信号进行探测、需要大的瞬时带宽和发射功率以获得高分辨率、高速模数转换(ADC)等。由于此类雷达通常应用于深空探测,其硬件上烧写的程序不可变,且硬件不可维护,同时由于有效载荷的重量存在限制,因此对此类探地雷达提出了重量小、硬件结构简单等要求。本课题采用步进频率信号作为信号源,以基于通用软件无线电外设(USRP)的软件式步进扫频探地雷达为目标,对雷达的信号体制、系统架构和数据处理方法进行了设计,并对该设计进行了仿真验证。为了降低对雷达瞬时带宽的要求,同时获得大发射功率和高时空分辨率,雷达信号采用步进频率连续波(Stepped Frequency Continuous Wave,SFCW),将雷达回波信号进行处理,合成具有高分辨率的距离像。本研究中,基于雷达信号传输的物理模型和信号体制的数学模型,开发了MATLAB仿真程序,对频率步进信号的测距功能进行了数值模拟,对频率步进连续波应用于探地雷达的可行性进行了分析。在此基础上,完成了基于GNU Radio软件无线电平台的软件式雷达架构设计开发与闭环实验,设计了雷达的数据处理方法,并基于GRPMAX对该雷达的信号处理、数据处理,特别是去除干扰、目标检测、图像偏移、波速估计等功能进行了仿真测试。测试结果表明,该设计可基于步进频率连续波和软件雷达架构实现高时空分辨率的地下结构探测。本研究为后续基于通用软件无线电平台的探地雷达的系统实现打下了基础。

关键词：探地雷达双曲线拟合软件无线电频率步进

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地下管线电磁探测研究

地下管线电磁探测研究

作者：周方圆延安大学

学位级别：硕士

地下管网探测为城市规划、改造、建设和发展提供了重要的基础资料。传统的电磁探测方法大多受到环境条件的限制,测量精度难以保证。而基于宽频带电磁脉冲探测的探地雷达既能有效地探测金属管线又能探测一般电磁法无能为力的塑性管线,具... 详细信息

地下管网探测为城市规划、改造、建设和发展提供了重要的基础资料。传统的电磁探测方法大多受到环境条件的限制,测量精度难以保证。而基于宽频带电磁脉冲探测的探地雷达既能有效地探测金属管线又能探测一般电磁法无能为力的塑性管线,具有适用性强、快速、高分辨率的特性,但目前对于一些地质环境下的地下多管线探测,存在雷达图像资料难以解读、管径识别准确率低的问题。因此本文以地下管线电磁探测为课题开展研究,为地下管线电磁探测工程应用提供参考。本文从以下几个方面展开研究:(1)分析了直流电探测中的电位法、电位梯度法以及视电阻率的电剖面法探测地下管线的原理和方法。分析了磁法探测地下铁管的电磁学原理以及基于垂直磁场及其梯度的地下管线的探测方法。讨论了电磁感应探测的二次场异常法、互感系数法及示踪法探测埋地管线原理和的方法。(2)分析了探地雷达探测的原理和B-Scan剖面的形成方法,通过实测数据、仿真实验和建模分析了地下管线雷达图像的双曲线特征,为探地雷达图像资料解释提供了依据。(3)分析和讨论了探地雷达信号的杂波抑制和图像增强的预处理的原理和方法,研究了地下管线特征双曲线的提取方法,实现了对地下管线雷达剖面双曲线拟合和参数提取。

关键词：地下管线谐波电流特征提取双曲线拟合

京沪高速铁路阳澄湖段软土的蠕变特性和次固结特性试验研究

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铁道学报 2012年第2期34卷 86-93页

作者：刘浩李亮赵炼恒王曙光中铁工程设计咨询集团有限公司北京100055 中南大学土木工程学院湖南长沙410075 贵州省交通规划勘察设计研究院贵州贵阳550001

基于京沪高速铁路阳澄湖地区原状软土的一维固结试验,探讨该地区软土非线性蠕变变形特性。研究先期固结压力、应力水平、加荷比、加载时间以及超载预压对次固结系数Ca值的影响,得到该地区软土Ca与Cc值之间的关系。试验结果表明:该地区... 详细信息

基于京沪高速铁路阳澄湖地区原状软土的一维固结试验,探讨该地区软土非线性蠕变变形特性。研究先期固结压力、应力水平、加荷比、加载时间以及超载预压对次固结系数Ca值的影响,得到该地区软土Ca与Cc值之间的关系。试验结果表明:该地区软土在相同的应力水平条件下,加荷比大的土样蠕变变形更小,增大加荷比可以减小次固结系数;经预压处理后,土样的次固结系数Cα与预压力p和预压时间密切相关,超载预压可以减小软土的次固结系数,进而能够有效减少工后次沉降;加载的时间间隔对次固结系数有较大影响,加载时间间隔越长,次固结系数越小,主固结和次固结的区分越不明显;次固结系数与先期固结压力无明显相关,Ca和固结压力p可用双曲线拟合;试样的次固结系数Ca与压缩指数Cc之间呈现良好的线性关系,Ca/Cc值的范围在0.018～0.035之间。

关键词：软土蠕变次固结一维固结非线性双曲线拟合

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可压缩流湍流度变热线过热比测量方法

航空学报 2017年第11期38卷 58-69页

作者：杜钰锋林俊马护生熊能中国空气动力研究与发展中心绵阳621000

开展了可压缩流中湍流度测量技术的研究,以满足高速风洞高精度试验能力的需求。以对流换热规律为基础,从理论上对可压缩流中热线金属丝热平衡关系式进行了推导,以此为基础,详细推导了恒温热线风速仪的响应关系式,得到了质量流量和总温... 详细信息

开展了可压缩流中湍流度测量技术的研究,以满足高速风洞高精度试验能力的需求。以对流换热规律为基础,从理论上对可压缩流中热线金属丝热平衡关系式进行了推导,以此为基础,详细推导了恒温热线风速仪的响应关系式,得到了质量流量和总温灵敏度系数的显式表达式,建立了可压缩流中湍流度的求解方法。在马赫数为0.3~0.6范围内进行了湍流度测量试验,以响应关系式为数学模型,利用双曲线拟合方法对试验数据进行了拟合分析,求解得到了马赫数在0.3~0.6范围内流场湍流度约为0.3%~0.6%。对热线输出电压进行了频谱分析,根据频谱特性,利用低通滤波对频域信号进行了处理,有效降低了时域信号脉冲尖峰对湍流度求解的影响,滤波后求解得到马赫数在0.3~0.6范围内流场湍流度约为0.1%~0.3%,与前期测量结果相符。试验结果证明了所建立理论方法的正确性及利用恒温热线风速仪变过热比方法测量可压缩流湍流度的可行性。

关键词：可压缩流湍流度恒温热线风速仪过热比响应关系式双曲线拟合低通滤波

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利用光束质量分析仪测量M^2因子

红外与激光工程 2012年第8期41卷 2197-2200页

作者：黄林昊廖学兵赵海燕彭磊武汉军械士官学校湖北武汉430075

激光光束质量是激光器的一个重要技术指标,激光光束质量因子是反映激光光束质量的重要参数。介绍了一种利用光束质量分析仪来精确测量激光光束质量因子的方法,通过透镜将激光束进行聚焦变换,在透镜后方得到腰斑远场变化,利用光束质量分... 详细信息

激光光束质量是激光器的一个重要技术指标,激光光束质量因子是反映激光光束质量的重要参数。介绍了一种利用光束质量分析仪来精确测量激光光束质量因子的方法,通过透镜将激光束进行聚焦变换,在透镜后方得到腰斑远场变化,利用光束质量分析仪,沿光轴等间隔测量不同位置的束宽,然后采用双曲线拟合来确定激光光束束腰的大小和位置,从而计算出被测激光光束的质量因子。实验数据采用三点法处理,进行二项式拟合,得出了拟合双曲线的参数,通过计算得到了所测激光的质量因子。用透镜焦点处的实测束宽对拟合值进行验证,结果近似,说明测量的结果是可靠的。利用光束质量分析仪的专业性和高精度,能准确测量出计算光束质量因子所需的参数,比常用的CCD测量方法更精确和便捷,能够很好地得出实验所用激光器的质量。

关键词：光束质量因子激光光束质量分析仪光束腰斑双曲线拟合