一、SIR-3000便攜式地質雷達簡介

       地質(zhi)雷達(da)利用(yong)超高(gao)頻(pin)電磁波探(tan)測地下介質(zhi)分(fen)布，它的基本原理是(shi)：發射(she)機通(tong)過發射(she)天(tian)線發射(she)脈沖(chong)電磁波訊號(hao)。當這一訊號(hao)在巖層中(zhong)遇(yu)到(dao)探(tan)測目(mu)標(biao)時，會產生一個反(fan)(fan)射(she)訊號(hao)。直達(da)訊號(hao)和反(fan)(fan)射(she)訊號(hao)通(tong)過接(jie)收天(tian)線輸入到(dao)接(jie)收機，放大后(hou)由示(shi)波器顯示(shi)出來。根(gen)據示(shi)波器有無反(fan)(fan)射(she)汛(xun)號(hao)，可(ke)以(yi)(yi)判斷(duan)有無被測目(mu)標(biao)；根(gen)據反(fan)(fan)訊號(hao)到(dao)達(da)滯后(hou)時間(jian)及目(mu)標(biao)物體(ti)平均(jun)反(fan)(fan)射(she)波速,可(ke)以(yi)(yi)大致(zhi)計算(suan)出探(tan)測目(mu)標(biao)的距離。

       由于地質(zhi)雷達的探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)是利用(yong)超高(gao)頻電磁(ci)波，使得(de)其探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)能力優于例如(ru)管(guan)線探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)儀等使用(yong)普通電磁(ci)波的探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)類儀器，所以地質(zhi)雷達通常廣泛用(yong)于考古、基(ji)礎深度確定、冰川(chuan)、地下水污染、礦產(chan)勘探(tan)(tan)(tan)、潛水面(mian)、溶洞、地下管(guan)纜(lan)探(tan)(tan)(tan)測(ce)(ce)、分(fen)層、地下埋設物探(tan)(tan)(tan)察、公路地基(ji)和(he)鋪層、鋼筋結(jie)構、水泥結(jie)構、無(wu)損探(tan)(tan)(tan)傷(shang)等檢測(ce)(ce)。

       美國(guo)GSSI是目前世界上(shang)的(de)生產(chan)地(di)質雷達(da)的(de)廠(chang)家，它的(de)產(chan)品遍布，目前超過4000套(tao)，占(zhan)銷量70%以上(shang)，在中國(guo)300余套(tao)，中國(guo)*的(de)65%以上(shang)。

創始于1969年的(de)(de)美國地(di)(di)(di)球物理探測(ce)公(gong)司(si)(si)（GSSI公(gong)司(si)(si)），是世界(jie)上*家專業研制地(di)(di)(di)質雷達的(de)(de)公(gong)司(si)(si)，其(qi)前(qian)身為美國宇(yu)航局。隨著(zhu)60年代末期美國宇(yu)航局專門為阿波羅計(ji)劃所(suo)研制的(de)(de)儀器，成功地(di)(di)(di)探測(ce)到月球表面塵埃之后，世界(jie)上*臺進(jin)入民用的(de)(de)商(shang)用地(di)(di)(di)質雷達得以在美國推(tui)出，它(ta)(ta)就(jiu)是美國GSSI公(gong)司(si)(si)生產的(de)(de)SIR系列地(di)(di)(di)質雷達的(de)(de)前(qian)身。它(ta)(ta)用電磁波為地(di)(di)(di)質勘察(cha)服務，為勘察(cha)方(fang)法(fa)起到了革命性的(de)(de)推(tui)動作用。1990年GSSI公(gong)司(si)(si)兼并給OYO公(gong)司(si)(si)，使得其(qi)具有了雄厚的(de)(de)資金和進(jin)一步研究開發(fa)的(de)(de)前(qian)景。

在地質雷達行業中，GSSI乃是*的，她有一系列：

    •73年收-發(fa)一體(ti)化(hua)屏蔽天線，使(shi)地質(zhi)雷達從點測進(jin)化(hua)到連(lian)續測量；

    •92年4通道數字(zi)化SIR-10A型(xing)快速(su)掃(sao)描(miao)高精度雷達；

    •94年底(di)，在SIR-10A基礎上，首先開發出高速(su)公路測量雷達SIR-10H和(he)空氣耦合(he)型 天線，并(bing)在我國首先成功使用(yong)和(he)推廣；

     •96年下半年首先研制出重量只有6公斤(jin)的便攜式地質雷(lei)達SIR-2型。

GSSI公司一系列的不僅和代表了地質雷達在科技方面的先進性，而且始終成為其它公司模仿的*。進入21世紀，GSSI再創輝煌，繼續推出：

     •世界上*套地(di)質雷達三維數(shu)據處(chu)理軟(ruan)件(jian)；

     •世界(jie)上*套(tao)掃描速度較快（800線(xian)/秒），功(gong)能強(qiang)大(da)的雙通道SIR-20型透地(di)雷達(da)；

     •世界上重量(liang)僅4.1公斤（包括電(dian)池）的(de)便攜式(shi)SIR-3000型透地雷達；

     •陣列天線，和(he)用GPS定位的三維管線探測儀Pathfinder；

     •*的十四(si)通(tong)道雷達，可同時作14根測線，覆蓋寬度達1.8米；

二、SIR-3000便攜式地質雷達應用領域

       隨著(zhu)我國經濟的(de)快速(su)發展，國家對物探(tan)(tan)領域(yu)的(de)巨大投入，地質雷達憑(ping)借其廣泛的(de)應(ying)用(yong)(yong)領域(yu)及簡(jian)單易(yi)學的(de)操作，越來(lai)越收到廣大用(yong)(yong)戶的(de)青睞，成(cheng)為地質災(zai)害(hai)，工程(cheng)物探(tan)(tan)等領域(yu)用(yong)(yong)戶的(de)好幫手。其主要應(ying)用(yong)(yong)有(you)以下幾方面(mian)：地質環境調查；地質災(zai)害(hai)預(yu)報，如滑坡(po)、凍土(tu)；地形(xing)探(tan)(tan)測(ce)(ce)；公路(lu)、鐵路(lu)路(lu)面(mian)、路(lu)基的(de)快速(su)檢(jian)測(ce)(ce)；隧道超(chao)前預(yu)報及襯砌檢(jian)測(ce)(ce)；市政(zheng)管線探(tan)(tan)測(ce)(ce)；堤壩、橋梁、混凝(ning)土(tu)的(de)缺陷檢(jian)測(ce)(ce)；考古探(tan)(tan)測(ce)(ce)；探(tan)(tan)測(ce)(ce)等。

                                      圖1：地質雷達(da)在世(shi)界各(ge)地的主要應用領域

三、主要性能與特點：

　★ 儀器硬件性能優勢：

　1.SIR-20專(zhuan)業型地質雷達

　  √全金屬外殼(ke)加(jia)固型筆記本計算機作為數(shu)據采集系統，防(fang)塵、防(fang)潮、防(fang)震，提高(gao)了野外實用性，穩(wen)定性；

　  √目前世界上(shang)掃描速(su)度(du)較快的(de)(de)雷(lei)達(da)(da)：800線/秒的(de)(de)掃描，支(zhi)持快速(su)檢(jian)測(ce)；測(ce)量(liang)速(su)度(du)可(ke)達(da)(da)80公里/小時；

　  √多通(tong)道雷達(da)，具(ju)有2個(ge)硬通(tong)道，4個(ge)軟(ruan)通(tong)道，可同時接兩根天線進行測量(liang)，提高工作效(xiao)率；

　  √數(shu)據實(shi)時(shi)采(cai)集，實(shi)時(shi)顯示，實(shi)時(shi)處(chu)理。

　2．SIR-3000型便攜式地(di)質雷(lei)達

　  √一體化設計；快(kuai)捷簡易的操(cao)作按鈕(niu)使用戶(hu)在短時間內即(ji)可掌握

　  √重(zhong)量輕，加(jia)上內置(zhi)式可充(chong)電電池共4.1kg，便于野外(wai)操作；

　  √防塵(chen)、防潮、防震(zhen)設(she)計，性能(neng)穩(wen)定，堅固(gu)耐(nai)用；

　  √數(shu)據實時采集，實時顯示，實時處理(li)；

　  √高分辨率強(qiang)光型液(ye)晶(jing)顯(xian)示，可在野外強(qiang)光下操作；

　  √除了(le)傳(chuan)統的(de)USB、Ethernet, RS-232等接口外，還配備了(le)*的(de)微型閃存裝(zhuang)置(zhi)，提供更便捷(jie)、快速(su)的(de)數(shu)據傳(chuan)輸方式。

　　         
　　                            圖2：SIR-20主機                                  

             ;          圖3：SIR-3000主機

3. 天線

　　目前GSSI公司提供的(de)雷達(da)天線(xian)種(zhong)類是(shi)多(duo)，使購買我們雷達(da)的(de)用戶具有了(le)強大的(de)擴展余(yu)地，可(ke)滿足不同工程檢測的(de)需要。而且，所(suo)有的(de)天線(xian)都可(ke)與SIR-20/SIR-3000型雷達(da)主機(ji)兼容。頻率(lv)從16MHz到2600MHz可(ke)選；

天線種類參考：

  √低頻組合天線：16 MHz, 20MHz, 35MHz, 40MHz, 80MHz。廠(chang)家的(de)專勵產品，可五(wu)種頻率變頻，用戶(hu)可根(gen)據探測(ce)深(shen)度和地質(zhi)條件選(xuan)擇不同的(de)頻率。

  √收發分(fen)離(li)式低頻(pin)天(tian)線：40MHz, 70MHz, 100MHz。

  √單體屏蔽天線：100MHz, 200MHz, 270MHz,400MHz, 900MHz,1GHz, 1.6GHz, 2GHz，2.6GHz。

  √空氣耦合天線：1GHz, 2.0 GHz, 400MHz。

  √井中天(tian)線(xian)：400MHz, 1000MHz。

4.電纜

　　 天線和(he)主機之間使用*頻蔽的同軸電纜(lan)進行數據傳(chuan)輸，比其他廠家選(xuan)擇的光(guang)纜(lan)傳(chuan)輸方式更加結實耐(nai)用，防土、防塵能(neng)力(li)強，不受(shou)環(huan)境限制。

★ 儀器軟件性能優勢：

       GSSI公司開發了各種功能的(de)雷達(da)(da)軟件包(bao)更(geng)豐富了雷達(da)(da)系統的(de)應用(yong)，除(chu)了配備的(de)雷達(da)(da)數(shu)據后(hou)處理軟件，用(yong)戶(hu)還可根(gen)據自己需要選擇特(te)殊功能的(de)軟件模(mo)塊，包(bao)括：

  √正演軟件：自定義地質(zhi)模型，模型設置簡單；設計天線(xian)首波(bo)脈沖；顯示電磁(ci)波(bo)衰減，幾何傳播特性收發天線(xian)方向響(xiang)應；電磁(ci)波(bo)垂(chui)直、水平極化；電磁(ci)波(bo)反(fan)射(she)、投射(she)特征；電磁(ci)波(bo)射(she)線(xian)路徑顯示；偏移處(chu)理。

  √道(dao)路(lu)結(jie)構(gou)評估軟件：專門用于公(gong)路(lu)測量使(shi)用，自動(dong)去除干擾。高(gao)速公(gong)路(lu)結(jie)構(gou)分層自動(dong)跟(gen)蹤分析，顯示樁號、層厚(hou)，層厚(hou)偏差電(dian)子(zi)表格。

  √鋼筋結構識別軟件(jian)：鋼筋分布深度定位顯示(shi)，市政(zheng)管(guan)線(xian)分布定位,三維深度切片，鋼筋網透視(shi)圖，管(guan)線(xian)立體定位，建筑物(wu)中空(kong)洞、裂縫顯示(shi)。

  √快速三維(wei)成(cheng)像(xiang)軟件：2D反演，3D處理和顯示(shi)，市政設施三維(wei)和二維(wei)可視化成(cheng)象顯示(shi)。

  √交(jiao)互式三維解釋軟(ruan)件:可(ke)(ke)交(jiao)互查(cha)看(kan)有操作者選取的(de)多個管道或其他目標(biao)體,自(zi)動識(shi)別管道及目標(biao)體,快速生成結果.可(ke)(ke)用不同標(biao)識(shi),編(bian)輯(ji)目標(biao)體和(he)管道的(de)尺寸,顏色,材質(zhi)等。

  √橋梁結(jie)(jie)構及銹(xiu)蝕(shi)分析軟件：能定位(wei)鋼筋并能計算(suan)新橋板結(jie)(jie)構中的(de)鋼筋保護(hu)層的(de)厚度,并能用GSSI的(de)方法進行腐蝕(shi)區(qu)域成(cheng)圖(tu).針對(dui)橋面數(shu)據的(de)后處理(li)分析而做的(de)特別改(gai)進性設計。

四、主要技術指標

1.1主機

  ※1.1.1雙通道(dao)實時(shi)數字(zi)采集處理器，操作平臺為Windows NT。通道(dao)數：可同時(shi)記錄2個(ge)通道(dao)的數據(ju)。

  ※1.1.2主機可(ke)適配所有高中低頻雷達天線，頻率(lv)范(fan)圍(wei)從(cong)16MHz到2600MHz。

  ※1.1.3分(fen)辨率(lv)：5ps

  ※1.1.4量(liang)程增益：-20～100dB，自動或用(yong)戶可選(xuan)；增益曲線分段可以從1～8進行選(xuan)擇(ze)。

  ※1.1.5掃描(miao)速率：每秒2～800次(ci)掃描(miao)可選(xuan)，具有(you)DSP數據快速采集系統。

  ※1.1.6時基精度：0.02%

  ※1.1.7信噪(zao)比(bi)：> 110db。

  ※1.1.8動態范圍(wei)：120dB。

  ※1.1.9記錄長(chang)度：自動或用戶可選(xuan)，0～8000ns；

  ※1.1.10電(dian)(dian)源：整個(ge)檢測系統(tong)(tong)只(zhi)需一個(ge)電(dian)(dian)源系統(tong)(tong)12VDC，11～15VDC

  ※1.1.11迭(die)加：2～32768個掃描(miao)。

  ※1.1.12輸出數據格式(shi)：8位或16位可選

  ※1.1.13掃描樣點數：256、512、1024和2048可選(xuan)

  ※1.1.14相對(dui)濕度(du)：<95%

  ※1.1.15溫度變化：<1℃/分，<10℃/30分

  ※1.1.16存儲(chu)溫度：-40℃-60℃

  ※1.1.17標(biao)準內(nei)部數據(ju)存儲：>60GB

  ※1.1.18可選外部數據(ju)存儲：使(shi)用(yong)PC并口(kou)的任(ren)何(he)標準PC外圍設備、USB或以太網(wang)接口(kou)

2.1天線

  ※2.1.1天線(xian)類型：兼(jian)容屏蔽式(shi)或非屏蔽式(shi)、連(lian)續拖動(dong)或點測、地面直接(jie)耦(ou)合(he)天線(xian)。

  ※2.1.2適配天線(xian)基(ji)本(ben)頻率(lv)：16 MHz、20MHz、35MHz、40MHz、80MHz、35MHz、70MHz、100MHz、200MHz、270MHz、400 MHz、900MHz和(he)1.6GHz、2.0GHz、2.6 GHz。

  ※2.1.3天線和(he)主機之間用同軸(zhou)電纜進(jin)行(xing)數(shu)據傳輸(shu)，結實耐(nai)用，防土、防塵能力強(qiang)，不受環境限制。

3.1軟件要求

  ※3.1.1主要軟件應(ying)包(bao)括：基(ji)本數據處(chu)理、正(zheng)演軟件、建筑結(jie)構(gou)分(fen)(fen)析和(he)市政管線調查、三維分(fen)(fen)析、橋(qiao)梁結(jie)構(gou)分(fen)(fen)析和(he)三維切片等軟件。

4.1配置要求：

  ※4.1.1 雙(shuang)通道主機

  ※4.1.2 30米(mi)同軸電(dian)纜(lan)

  ※4.1.3 40米光纖(xian)電(dian)纜

  ※4.1.4 100MHz單(dan)體屏蔽(bi)天線(xian)

  ※4.1.5 低頻(pin)組合(he)天線包括: 16 MHz、20MHz、35MHz、40MHz、80MHz,可根據探測深度(du)的需要(yao)和地質(zhi)條件選擇不同的頻(pin)率。

  ※4.1.6 測(ce)量輪編(bian)碼器

  ※4.1.7 電池包（包含(han)電池，充電器各一(yi)塊）

  ※4.1.8 數據后處理主軟件(jian)

  ※4.1.9 GPRSIM正演(yan)軟件