一、SIR-3000便攜式地質(zhì)雷達(dá)簡介

       地質(zhì)雷達(dá)利用超高頻電磁波探測地下介質(zhì)分布，它的基本原理是：發(fā)射機(jī)通過發(fā)射天線發(fā)射脈沖電磁波訊號(hào)。當(dāng)這一訊號(hào)在巖層中遇到探測目標(biāo)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)反射訊號(hào)。直達(dá)訊號(hào)和反射訊號(hào)通過接收天線輸入到接收機(jī)，放大后由示波器顯示出來。根據(jù)示波器有無反射汛號(hào)，可以判斷有無被測目標(biāo)；根據(jù)反訊號(hào)到達(dá)滯后時(shí)間及目標(biāo)物體平均反射波速,可以大致計(jì)算出探測目標(biāo)的距離。

       由于地質(zhì)雷達(dá)的探測是利用超高頻電磁波，使得其探測能力優(yōu)于例如管線探測儀等使用普通電磁波的探測類儀器，所以地質(zhì)雷達(dá)通常廣泛用于考古、基礎(chǔ)深度確定、冰川、地下水污染、礦產(chǎn)勘探、潛水面、溶洞、地下管纜探測、分層、地下埋設(shè)物探察、公路地基和鋪層、鋼筋結(jié)構(gòu)、水泥結(jié)構(gòu)、無損探傷等檢測。

       美國GSSI是目前世界上的生產(chǎn)地質(zhì)雷達(dá)的廠家，它的產(chǎn)品遍布，目前超過4000套，占銷量70%以上，在中國300余套，中國*的65%以上。

創(chuàng)始于1969年的美國地球物理探測公司（GSSI公司），是世界上*家專業(yè)研制地質(zhì)雷達(dá)的公司，其前身為美國宇航局。隨著60年代末期美國宇航局專門為阿波羅計(jì)劃所研制的儀器，成功地探測到月球表面塵埃之后，世界上*臺(tái)進(jìn)入民用的商用地質(zhì)雷達(dá)得以在美國推出，它就是美國GSSI公司生產(chǎn)的SIR系列地質(zhì)雷達(dá)的前身。它用電磁波為地質(zhì)勘察服務(wù)，為勘察方法起到了革命性的推動(dòng)作用。1990年GSSI公司兼并給OYO公司，使得其具有了雄厚的資金和進(jìn)一步研究開發(fā)的前景。

在地質(zhì)雷達(dá)行業(yè)中，GSSI乃是*的，她有一系列：

    •73年收-發(fā)一體化屏蔽天線，使地質(zhì)雷達(dá)從點(diǎn)測進(jìn)化到連續(xù)測量；

    •92年4通道數(shù)字化SIR-10A型快速掃描高精度雷達(dá)；

    •94年底，在SIR-10A基礎(chǔ)上，首先開發(fā)出高速公路測量雷達(dá)SIR-10H和空氣耦合型 天線，并在我國首先成功使用和推廣；

     •96年下半年首先研制出重量只有6公斤的便攜式地質(zhì)雷達(dá)SIR-2型。

GSSI公司一系列的不僅和代表了地質(zhì)雷達(dá)在科技方面的先進(jìn)性，而且始終成為其它公司模仿的*。進(jìn)入21世紀(jì)，GSSI再創(chuàng)輝煌，繼續(xù)推出：

     •世界上*套地質(zhì)雷達(dá)三維數(shù)據(jù)處理軟件；

     •世界上*套掃描速度較快（800線/秒），功能強(qiáng)大的雙通道SIR-20型透地雷達(dá)；

     •世界上重量僅4.1公斤（包括電池）的便攜式SIR-3000型透地雷達(dá)；

     •陣列天線，和用GPS定位的三維管線探測儀Pathfinder；

     •*的十四通道雷達(dá)，可同時(shí)作14根測線，覆蓋寬度達(dá)1.8米；

二、SIR-3000便攜式地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用領(lǐng)域

       隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國家對物探領(lǐng)域的巨大投入，地質(zhì)雷達(dá)憑借其廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域及簡單易學(xué)的操作，越來越收到廣大用戶的青睞，成為地質(zhì)災(zāi)害，工程物探等領(lǐng)域用戶的好幫手。其主要應(yīng)用有以下幾方面：地質(zhì)環(huán)境調(diào)查；地質(zhì)災(zāi)害預(yù)報(bào)，如滑坡、凍土；地形探測；公路、鐵路路面、路基的快速檢測；隧道超前預(yù)報(bào)及襯砌檢測；市政管線探測；堤壩、橋梁、混凝土的缺陷檢測；考古探測；探測等。

                                      圖1：地質(zhì)雷達(dá)在世界各地的主要應(yīng)用領(lǐng)域

三、主要性能與特點(diǎn)：

　★ 儀器硬件性能優(yōu)勢：

　1.SIR-20專業(yè)型地質(zhì)雷達(dá)

　  √全金屬外殼加固型筆記本計(jì)算機(jī)作為數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，防塵、防潮、防震，提高了野外實(shí)用性，穩(wěn)定性；

　  √目前世界上掃描速度較快的雷達(dá)：800線/秒的掃描，支持快速檢測；測量速度可達(dá)80公里/小時(shí)；

　  √多通道雷達(dá)，具有2個(gè)硬通道，4個(gè)軟通道，可同時(shí)接兩根天線進(jìn)行測量，提高工作效率；

　  √數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，實(shí)時(shí)顯示，實(shí)時(shí)處理。

　2．SIR-3000型便攜式地質(zhì)雷達(dá)

　  √一體化設(shè)計(jì)；快捷簡易的操作按鈕使用戶在短時(shí)間內(nèi)即可掌握

　  √重量輕，加上內(nèi)置式可充電電池共4.1kg，便于野外操作；

　  √防塵、防潮、防震設(shè)計(jì)，性能穩(wěn)定，堅(jiān)固耐用；

　  √數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集，實(shí)時(shí)顯示，實(shí)時(shí)處理；

　  √高分辨率強(qiáng)光型液晶顯示，可在野外強(qiáng)光下操作；

　  √除了傳統(tǒng)的USB、Ethernet, RS-232等接口外，還配備了*的微型閃存裝置，提供更便捷、快速的數(shù)據(jù)傳輸方式。

　　         
　　                            圖2：SIR-20主機(jī)                                  

                       圖3：SIR-3000主機(jī)

3. 天線

　　目前GSSI公司提供的雷達(dá)天線種類是多，使購買我們雷達(dá)的用戶具有了強(qiáng)大的擴(kuò)展余地，可滿足不同工程檢測的需要。而且，所有的天線都可與SIR-20/SIR-3000型雷達(dá)主機(jī)兼容。頻率從16MHz到2600MHz可選；

天線種類參考：

  √低頻組合天線：16 MHz, 20MHz, 35MHz, 40MHz, 80MHz。廠家的專勵(lì)產(chǎn)品，可五種頻率變頻，用戶可根據(jù)探測深度和地質(zhì)條件選擇不同的頻率。

  √收發(fā)分離式低頻天線：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。

  √井中天線：400MHz, 1000MHz。

4.電纜

　　 天線和主機(jī)之間使用*頻蔽的同軸電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，比其他廠家選擇的光纜傳輸方式更加結(jié)實(shí)耐用，防土、防塵能力強(qiáng)，不受環(huán)境限制。

★ 儀器軟件性能優(yōu)勢：

       GSSI公司開發(fā)了各種功能的雷達(dá)軟件包更豐富了雷達(dá)系統(tǒng)的應(yīng)用，除了配備的雷達(dá)數(shù)據(jù)后處理軟件，用戶還可根據(jù)自己需要選擇特殊功能的軟件模塊，包括：

  √正演軟件：自定義地質(zhì)模型，模型設(shè)置簡單；設(shè)計(jì)天線首波脈沖；顯示電磁波衰減，幾何傳播特性收發(fā)天線方向響應(yīng)；電磁波垂直、水平極化；電磁波反射、投射特征；電磁波射線路徑顯示；偏移處理。

  √道路結(jié)構(gòu)評估軟件：專門用于公路測量使用，自動(dòng)去除干擾。高速公路結(jié)構(gòu)分層自動(dòng)跟蹤分析，顯示樁號(hào)、層厚，層厚偏差電子表格。

  √鋼筋結(jié)構(gòu)識(shí)別軟件：鋼筋分布深度定位顯示，市政管線分布定位,三維深度切片，鋼筋網(wǎng)透視圖，管線立體定位，建筑物中空洞、裂縫顯示。

  √快速三維成像軟件：2D反演，3D處理和顯示，市政設(shè)施三維和二維可視化成象顯示。

  √交互式三維解釋軟件:可交互查看有操作者選取的多個(gè)管道或其他目標(biāo)體,自動(dòng)識(shí)別管道及目標(biāo)體,快速生成結(jié)果.可用不同標(biāo)識(shí),編輯目標(biāo)體和管道的尺寸,顏色,材質(zhì)等。

  √橋梁結(jié)構(gòu)及銹蝕分析軟件：能定位鋼筋并能計(jì)算新橋板結(jié)構(gòu)中的鋼筋保護(hù)層的厚度,并能用GSSI的方法進(jìn)行腐蝕區(qū)域成圖.針對橋面數(shù)據(jù)的后處理分析而做的特別改進(jìn)性設(shè)計(jì)。

四、主要技術(shù)指標(biāo)

1.1主機(jī)

  ※1.1.1雙通道實(shí)時(shí)數(shù)字采集處理器，操作平臺(tái)為Windows NT。通道數(shù)：可同時(shí)記錄2個(gè)通道的數(shù)據(jù)。

  ※1.1.2主機(jī)可適配所有高中低頻雷達(dá)天線，頻率范圍從16MHz到2600MHz。

  ※1.1.3分辨率：5ps

  ※1.1.4量程增益：-20～100dB，自動(dòng)或用戶可選；增益曲線分段可以從1～8進(jìn)行選擇。

  ※1.1.5掃描速率：每秒2～800次掃描可選，具有DSP數(shù)據(jù)快速采集系統(tǒng)。

  ※1.1.6時(shí)基精度：0.02%

  ※1.1.7信噪比：> 110db。

  ※1.1.8動(dòng)態(tài)范圍：120dB。

  ※1.1.9記錄長度：自動(dòng)或用戶可選，0～8000ns；

  ※1.1.10電源：整個(gè)檢測系統(tǒng)只需一個(gè)電源系統(tǒng)12VDC，11～15VDC

  ※1.1.11迭加：2～32768個(gè)掃描。

  ※1.1.12輸出數(shù)據(jù)格式：8位或16位可選

  ※1.1.13掃描樣點(diǎn)數(shù)：256、512、1024和2048可選

  ※1.1.14相對濕度：<95%

  ※1.1.15溫度變化：<1℃/分，<10℃/30分

  ※1.1.16存儲(chǔ)溫度：-40℃-60℃

  ※1.1.17標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：>60GB

  ※1.1.18可選外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：使用PC并口的任何標(biāo)準(zhǔn)PC外圍設(shè)備、USB或以太網(wǎng)接口

2.1天線

  ※2.1.1天線類型：兼容屏蔽式或非屏蔽式、連續(xù)拖動(dòng)或點(diǎn)測、地面直接耦合天線。

  ※2.1.2適配天線基本頻率：16 MHz、20MHz、35MHz、40MHz、80MHz、35MHz、70MHz、100MHz、200MHz、270MHz、400 MHz、900MHz和1.6GHz、2.0GHz、2.6 GHz。

  ※2.1.3天線和主機(jī)之間用同軸電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，結(jié)實(shí)耐用，防土、防塵能力強(qiáng)，不受環(huán)境限制。

3.1軟件要求

  ※3.1.1主要軟件應(yīng)包括：基本數(shù)據(jù)處理、正演軟件、建筑結(jié)構(gòu)分析和市政管線調(diào)查、三維分析、橋梁結(jié)構(gòu)分析和三維切片等軟件。

4.1配置要求：

  ※4.1.1 雙通道主機(jī)

  ※4.1.2 30米同軸電纜

  ※4.1.3 40米光纖電纜

  ※4.1.4 100MHz單體屏蔽天線

  ※4.1.5 低頻組合天線包括: 16 MHz、20MHz、35MHz、40MHz、80MHz,可根據(jù)探測深度的需要和地質(zhì)條件選擇不同的頻率。

  ※4.1.6 測量輪編碼器

  ※4.1.7 電池包（包含電池，充電器各一塊）

  ※4.1.8 數(shù)據(jù)后處理主軟件

  ※4.1.9 GPRSIM正演軟件