深地槽波探测雷达
项目概况
- 成果名称：深地槽波探测雷达 简介：在国家自然科学基金的资 助下，项目组进行了槽波传播特性的研究，取得了一些重要研究成 果，为研究弹性波在地层中的传播规律提供可靠的探测传感器和可 视化的分析工具，进而为研制探测距离远、深度大和分辨率高的深 地雷达系统提供了理论技术支撑。 成果的创新点主要 表现在：（1）雷达体制创新。目前的探地雷达与地震勘探采用脉 冲震源的脉冲雷达体制,项目组以已有专利“煤矿井下槽波精细探 测方法”（发明专利号: ZL 201310674241.X）为基础，除保留经 典脉冲雷达体制外,还采用了项目组提出的相控发射逆合成接收雷 达体制：该雷达体制借鉴相控阵雷达的发射方式来产生地质构造的 “伪运动”，采用合成孔径雷达的接收技术来提高探测精度,进而 获得较高的地质构造探测分辨率。新的雷达体制已经申请专利（专 利：一种弹性波相控发射逆合成接收方法，专利号 201811579791.2），是基于深部地层槽波传播的特殊性而提出，并 经过前期验证的。 （2）信号处理算法创新。项目组提出了基于 非正交分解的信号处理算法，以前期发明“基于序参量的非正交变 换的通信系统盲信道估计方法” （发明专利号：ZL201310420500） 和“一种基于四通道冗余滤波器组的槽波弱信号提取方法” （发 明专利号：ZL201510514471）中的算法为基础，利用基于序参量的 信号非正交分解方法来分析传感器采集到的槽波信号，并分析各信 号分量的频谱、走时谱、色散、频率迁移和地层调制与交调等参数， 形成同时具备经典信号参数与本仪器特有的槽波参数测量，并完成参数的 2D 可视化处理。利用非正交变换方法进行槽波信号分解， 是目前文献报道的唯一在厘米尺度上进行槽波波场分离的有效方 法，项目组提出该方法后，进行了大量的实地探测验证工作，近几 年的技术创新成果已可将槽波探测信号分析的精度提高到厘米量 级。 应用领域：本成果的主要研究领域为深地探测。地下资源 勘探与开发需要对地层内的地质构造和介质分布（资源分布）进行 必要的探测，但因为缺少必要的便利的地层精细探测设备，目前对 深地层的探测成本较高、效率较低；本成果基于深部地层探测的迫 切需要，属于国家“三深”探索战略中的“深地探测”； 深 地探测一直是人类的期望，我国“十三五”科技创新发展规划将“深 地探测”纳入重点发展项目，并以中国地质调查局-中国地质科学 院地球深部探测中心为依托开展了大量的深部地层探测研究工作。 深地探测的难度大、成本高，准确度和精度却难以保障，急需专用 的深部地层探测信号分析仪器。目前地层物理探测有效的方法有三 种：钻探、地震勘探和大地电磁探测。这三种方法都有较大的缺陷， 致使深地探测一直停留在较低精度水平。本成果有望结合三者的优 点，形成长距离高精度的深地探测雷达产品。 产业前景：产品 成熟后，每年国内的市场容量大于 10 亿元，国外市场容量大于 30 亿元人民币。
团队介绍
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