现代道路交通检测原理与应用.pptx

实质：高频电磁波发射接收技术（射频，MHz-GHzMHz-GHz）分类：便携分类：便携/车载；车载；对地对地/对空对空用途：高等级公路路面厚度、路基空洞、缺损、路面含水量等。用途：高等级公路路面厚度、路基空洞、缺损、路面含水量等。特点：无损特点：无损 、快速、简易、精度高、快速、简易、精度高现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用q探地雷达系统探地雷达系统(Ground Penetrating Radar,GPR)现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用车载雷达隧道探测便携雷达路基探测原理：原理：雷达发射机发出的高雷达发射机发出的高频（频（MHz-GHz)MHz-GHz)电磁波信号遇到路电磁波信号遇到路面路基等待测目标中的不同介质面路基等待测目标中的不同介质和分层后会产生不同的反射信号，和分层后会产生不同的反射信号，这些反射信号由雷达接收机采集，这些反射信号由雷达接收机采集，再经过硬件、软件及图文显示系再经过硬件、软件及图文显示系统得到对路面路基情况的检测结统得到对路面路基情况的检测结果。果。雷达工作原理雷达工作原理 现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用2.22.2公路工程雷达检测基本原理公路工程雷达检测基本原理空气基层（混凝土、沥青等）路基b b 图图a a中目中目中目中目标标正上方的雷达信号正上方的雷达信号正上方的雷达信号正上方的雷达信号雷达工作原理：雷达工作原理：c c 雷达波形堆雷达波形堆雷达波形堆雷达波形堆积图积图a a 雷达雷达雷达雷达测测量示意量示意量示意量示意图图d d 雷达彩色剖面雷达彩色剖面雷达彩色剖面雷达彩色剖面图图现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用固体腔发射天线数字处理接收天线信号处理时窗波形显示磁盘存储数字打印0i电磁脉冲在真空中的速度电磁脉冲在真空中的速度介电常数介电常数电磁波在同一材料介质中传播的速度电磁波在同一材料介质中传播的速度雷达工作原理：雷达工作原理：Antenna Designl lUltra wide bandwidthUltra wide bandwidthl lLow-costLow-costl lLightweightLightweightl lLow reflectionLow reflectionl lSimple structureSimple structurel lEasy to be madeEasy to be madeTransmitter DesignTransmitter Design(Con.)Sampling TheorylReal Time SamplinglEquivalent Time SamplingRandom Equivalent Time SamplingRandom Equivalent Time SamplingSequential Equivalent Time SamplingSequential Equivalent Time SamplingEquivalent SamplingRandom Equivalent Time SamplingRandom Equivalent Time SamplingSequential Equivalent Time SamplingSequential Equivalent Time SamplingSequential SamplingThe Principle of the Operation雷达应用实例：雷达应用实例：现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用基于探地雷达技术的路基路面结构无损探测，以替代传统的钻芯取样，可大大提基于探地雷达技术的路基路面结构无损探测，以替代传统的钻芯取样，可大大提高病害自动检测的精度。高病害自动检测的精度。路面反射沥青底面反射路基反射引桥延伸用无线雷达测量路基及地下结构用无线雷达测量路基及地下结构雷达应用实例：雷达应用实例：混凝土排水管埋有混凝土排水管的路面实测数据埋有混凝土排水管的路面实测数据 现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用左图：用左图：用400MHz400MHz无线雷达测试混无线雷达测试混凝土中埋深米以下的凝土中埋深米以下的PVCPVC管道数据。管道数据。可准确测量出可准确测量出1 1米深处水泥管道的米深处水泥管道的位置（竖线打标处）。位置（竖线打标处）。左图：用左图：用1GHz1GHz无线雷达测量钢筋无线雷达测量钢筋水泥路面路基受损情况。水泥路面路基受损情况。图中每个小红点表示一根钢筋。图中每个小红点表示一根钢筋。路基深路基深0.50.5米，图中左边路基受损较米，图中左边路基受损较为严重（竖线打标处）；竖线右边路为严重（竖线打标处）；竖线右边路面有两层钢筋；路基近米深处有积面有两层钢筋；路基近米深处有积水。水。雷达应用实例（续）：雷达应用实例（续）：现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用埋深约0.6米混凝土水管路测数据埋深分别为0.3米和0.87米混凝土水管埋深分别为0.65与0.93米混凝土水管雷达应用实例（续）：雷达应用实例（续）：现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用l2.32.3雷达路面快速测厚技术雷达路面快速测厚技术折射波在折射波在介质中所行经的距离介质中所行经的距离两界面之间的垂直距离两界面之间的垂直距离脉冲电磁波在中与主法线的折射角脉冲电磁波在中与主法线的折射角现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用l2.32.3雷达路面快速测厚技术雷达路面快速测厚技术入射角的正弦值入射角的正弦值折射角的正弦值折射角的正弦值波在中的速度波在中的速度波在中的速度波在中的速度现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用l2.32.3雷达路面快速测厚技术雷达路面快速测厚技术现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用l反射系数法反射系数法混凝土越密实（介电常数越大），电磁波在其中的混凝土越密实（介电常数越大），电磁波在其中的能量损失越大，反射系数越小。能量损失越大，反射系数越小。现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用l反射系数法反射系数法当反射发生在混凝土材当反射发生在混凝土材料与空气界面时，料与空气界面时，现代道路交通检测原理与应用现代道路交通检测原理与应用用测量介质波速的方法：用测量介质波速的方法：