探地雷達的起源最早可追溯到20世紀(jì)初，德國人Hulsemeyer用電磁波技術(shù)探測地表的金屬物體，這就是探地雷達的最初形式。

早起有多種叫法，比如地面探測雷達、地質(zhì)雷達探測儀、工程探地雷達、脈沖雷達、表面穿透雷達等，都是指面向地質(zhì)勘探目標(biāo)、利用高頻脈沖電磁探測地質(zhì)目標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的一種電磁波方法。

在以前的文章中，我們提到過探地雷達的應(yīng)用，接下來，我們再來詳細(xì)探討一下探地雷達的測量方式。

1.剖面法

是最常用的探地雷達觀測方式，類似于地震勘探中共偏移采集方式，即發(fā)射天線和接收天線以同定天線間距、按一定測量步距(測點距)沿測量剖面順序移動并采集數(shù)據(jù)，從而得到整個剖面上的雷達記錄。這是目前大多數(shù)雷達系統(tǒng)常用的觀測方式，只需要發(fā)射和接收兩個通道，系統(tǒng)設(shè)計相對簡單。剖面法的優(yōu)點是剖面成果不需要或只需進行簡單的處理就可用于解釋，能直觀得到測量成果，非常適合于急需快速提供測量結(jié)果的場合。

2.寬角法

有兩種工作方式：一種方式是一個天線在某點固定不動（不論發(fā)射或接收天線）；另一天線按等間隔沿測線移動并采集數(shù)據(jù)，得到的記錄相當(dāng)于地震勘探中共炮點記錄（CSP）。另一種方式是以地面某點為中心點，發(fā)射天線和接收天線對稱分置于中心點兩側(cè)，按一定間隔沿測線向兩側(cè)順序移動并采集數(shù)據(jù)．得到的記錄類似于地震勘探中共中心點記錄（CMP），當(dāng)?shù)叵陆缑嫠綍r類似于共深度點記錄（CDP）。

采用寬角法測量的目的：一是求取地下介質(zhì)的雷達波速度，為時深轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)解釋提供資料。二是實現(xiàn)水平多次疊加，提高信噪比。采用這種測量方式沿剖面進行多點測量，與地震勘探類似，可以通過動、靜校正和水平疊加處理獲得高信噪比雷達資料，同時可以增加勘探深度。

3.透射波法

主要測量穿透過測量對象的直達波到達時間進而計算出雷達波速度，通過穿透過測量對象的雷達波速度差異判斷測量對象的質(zhì)量。因此透射波法要求發(fā)射和接收天線分立于測量對象的兩側(cè)。由于只解釋和計算最早到達的直達波，波形識別和計算相對簡單。透射波法主要用于工程中墻體、柱體、橋墩、樁的質(zhì)量檢測以及井中雷達測量。井中雷達測量需要預(yù)先布置兩個井孔，類似于地震跨孔測量。透射波法也可采用層析成像的觀測方式工作，從而獲得更精細(xì)的孔間介質(zhì)速度成像。

4.三維測量方式

隨著勘探目標(biāo)要求的提高，二維剖面測量所能給出剖面上異常目標(biāo)的埋深、范圍等信息已不能滿足業(yè)界對探測目標(biāo)延伸走向、空間變化等詳細(xì)信息的要求。考古目標(biāo)的規(guī)模相對較小，二維剖面法很難使測線正好跨過探測對象，剖面異常的解釋也是問題。因此開展三維雷達勘探是考古地球物理應(yīng)用的趨勢和方向，一些商用雷達系統(tǒng)從硬件設(shè)備到處理軟件都能夠支持三維雷達勘探。

從效率上講，剖面法點測的低效率也制約著三維雷達的應(yīng)用，一些公司如SSI公司采用SMARTCART(小推車)配備里程計或GPS定位系統(tǒng)，這樣可實現(xiàn)快速移動采集大大提高三維數(shù)據(jù)采集效率。

審核編輯 黃昊宇