隧道地質預報探地雷達信號干擾消除方法

劉宗輝，吳一帆，劉保東，劉毛毛，藍日彥，孫懷鳳

1) 廣西新發展交通集團有限公司，南寧 530028 2) 廣西大學土木建筑工程學院，南寧 530004 3) 山東大學土建與水利學院，濟南 250061

4) 南寧城建管廊建設投資有限公司，南寧 530219

探地雷達（GPR）達近年來已成為隧道超前地質預報中最主要的短距離物探手段，其在不良地質探測方面具有分辨率高、結果直觀、掃描速度快等其它物探方法無法比擬的優勢[1-2]. 探地雷達信號是一種典型的非平穩、時變信號[3]，電磁波在復雜的隧道圍巖中傳播時存在強烈的吸收衰減、色散[4]，同時由于隧道探測環境中大量系統干擾，使得采集到的雷達反射波數據通常具有“弱信號，強干擾”的特征，給數據的處理和解釋帶來極大困難. 因此，干擾消除一直是探地雷達隧道地質預報應用中普遍關注而又沒有得到很好解決的難題.

隨著復信號分析技術的發展，探地雷達信號去噪已從中值濾波、頻域濾波、F-K濾波等傳統方法的基礎上發展為小波變換、曲波變換（curverlet變換）以及經驗模態分解（EMD）等方法，如柳鋼等[5]、Bao 等[6]、Gan 等[7]的研究成果. 這些方法在一定程度上提高了探地雷達的數據解譯精度，但大都仍存在各自難以克服的缺點. 如Ouadfeul等[8]、李才明等[9]采用的小波分析方法盡管充分利用了小波變換多尺度分析特性，但是該方法的有效性依賴于選定的小波基函數和設定的軟硬閥值，不能適用于復雜多變的探地雷達實測環境，且常用的二維小波對二維信號中直線或曲……