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道路塌陷隐患的三维探地雷达定位及成像精度优化方法
| 论文题名： | 道路塌陷隐患的三维探地雷达定位及成像精度优化方法 |
| 关键词： | 道路塌陷;三维探地雷达;路径漂移;卡尔曼滤波 |
| 摘要： | 道路是城市的生命线，然而近年来因地下隐蔽缺陷（空洞、疏松、脱空等）引起的道路塌陷事故频发，严重危及人民的生命及财产安全，因此采用合适的检测手段对道路进行健康检测并及时修复检测到的塌陷隐患迫在眉睫。多通道三维探地雷达是目前最适用于城市道路塌陷隐患检测的无损检测手段，然而其在工程实际应用中存在GPS路径漂移、通道不平衡、塌陷隐患三维雷达特征不明等问题，影响了检测质量和准确率。本文基于这些问题进行了以下研究工作： （1）针对复杂城市环境下车载多通道探地雷达系统GPS路径漂移的问题，本文分析了造成路径漂移的GPS跳点的特征，提出分段均值方位角修正算法，并在实测试验中将该算法与目前广泛应用的卡尔曼滤波算法应用于同一段实测GPS数据进行对比。研究结果表明：GPS路径漂移路段会存在较为明显的方位角异常，而本文提出的分段均值方位角修正算法相较于卡尔曼滤波更适用于城市道路环境下的GPS路径漂移修正。 （2）为减轻多通道探地雷达的通道不平衡问题，本文提出了改进后的谱白化数据处理方法，并将该方法应用于实测的道路地下空洞数据。研究结果表明：改进后的谱白化数据处理方法有效减轻了通道不平衡现象，提高了三维雷达数据的图像质量，对提升识别塌陷隐患的精度有极大的帮助。 （3）为进一步提高城市道路检测中识别塌陷隐患的精度，本文进行了仿真试验和实测试验，并对各种塌陷隐患的三维雷达图像特征进行了分析和总结。研究结果表明：空洞、疏松、脱空及常见干扰目标的三维雷达图像具有不同的特征，可根据这些特征进行区分和识别。 本文研究能提高多通道三维探地雷达在城市道路检测中的定位精度及塌陷隐患目标识别精度，有助于高效高精确的检测道路塌陷隐患以预防地陷事故发生，具有较高的工程应用前景。 |
| 作者： | 史振狮 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 刘海 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广州大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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