浅析探地雷达的四大测量方式

探地雷达的起源最早可追溯到20世纪初，德国人Hulsemeyer用电磁波技术探测地表的金属物体，这就是探地雷达的最初形式。

早起有多种叫法，比如地面探测雷达、地质雷达探测仪、工程探地雷达、脉冲雷达、表面穿透雷达等，都是指面向地质勘探目标、利用高频脉冲电磁探测地质目标内部结构的一种电磁波方法。

在以前的文章中，我们提到过探地雷达的应用，接下来，我们再来详细探讨一下探地雷达的测量方式。

1.剖面法

是最常用的探地雷达观测方式，类似于地震勘探中共偏移采集方式，即发射天线和接收天线以同定天线间距、按一定测量步距(测点距)沿测量剖面顺序移动并采集数据，从而得到整个剖面上的雷达记录。这是目前大多数雷达系统常用的观测方式，只需要发射和接收两个通道，系统设计相对简单。剖面法的优点是剖面成果不需要或只需进行简单的处理就可用于解释，能直观得到测量成果，非常适合于急需快速提供测量结果的场合。

2.宽角法

有两种工作方式：一种方式是一个天线在某点固定不动（不论发射或接收天线）；另一天线按等间隔沿测线移动并采集数据，得到的记录相当于地震勘探中共炮点记录（CSP）。另一种方式是以地面某点为中心点，发射天线和接收天线对称分置于中心点两侧，按一定间隔沿测线向两侧顺序移动并采集数据．得到的记录类似于地震勘探中共中心点记录（CMP），当地下界面水平时类似于共深度点记录（CDP）。

采用宽角法测量的目的：一是求取地下介质的雷达波速度，为时深转换和数据解释提供资料。二是实现水平多次叠加，提高信噪比。采用这种测量方式沿剖面进行多点测量，与地震勘探类似，可以通过动、静校正和水平叠加处理获得高信噪比雷达资料，同时可以增加勘探深度。

3.透射波法

主要测量穿透过测量对象的直达波到达时间进而计算出雷达波速度，通过穿透过测量对象的雷达波速度差异判断测量对象的质量。因此透射波法要求发射和接收天线分立于测量对象的两侧。由于只解释和计算最早到达的直达波，波形识别和计算相对简单。透射波法主要用于工程中墙体、柱体、桥墩、桩的质量检测以及井中雷达测量。井中雷达测量需要预先布置两个井孔，类似于地震跨孔测量。透射波法也可采用层析成像的观测方式工作，从而获得更精细的孔间介质速度成像。

4.三维测量方式

随着勘探目标要求的提高，二维剖面测量所能给出剖面上异常目标的埋深、范围等信息已不能满足业界对探测目标延伸走向、空间变化等详细信息的要求。考古目标的规模相对较小，二维剖面法很难使测线正好跨过探测对象，剖面异常的解释也是问题。因此开展三维雷达勘探是考古地球物理应用的趋势和方向，一些商用雷达系统从硬件设备到处理软件都能够支持三维雷达勘探。

从效率上讲，剖面法点测的低效率也制约着三维雷达的应用，一些公司如SSI公司采用SMARTCART(小推车)配备里程计或GPS定位系统，这样可实现快速移动采集大大提高三维数据采集效率。

审核编辑 黄昊宇