一种高精度地形校正的探地雷达数据精确定位方法

技术特征：
1.一种高精度地形校正的探地雷达数据精确定位方法，其特征在于：包括以下步骤：获取探测区域的高精度数字高程模型；获取探测区域地下三维成像数据，并提取轨迹平面坐标；将高精度数字高程模型和轨迹平面坐标叠加得到轨迹三维数据；根据轨迹三维数据对地下三维成像数据进行校正。2.根据权利要求1所述的一种高精度地形校正的探地雷达数据精确定位方法，其特征在于：采用三维激光移动扫描系统获取探测区域的高精度数字高程模型，具体包括：获取探测区域的初始点云数据；将初始点云数据滤波得到最终的地面点；根据最终的地面点内插构建三角网，生成探测区域的高精度数字高程模型。3.根据权利要求1所述的一种高精度地形校正的探地雷达数据精确定位方法，其特征在于：获取探测区域的初始点云数据具体包括使用多台gnss接收机进行同步静态观测，获得测区控制点，并在待探测区域建立相对独立坐标系；同步记录gnss数据、惯性数据、激光数据，并通过紧耦合解算获得平台位置和姿态信息；将采集获得的原始数据进行配准、拼接、降噪和点云数据融合处理，得到初始点云数据。4.根据权利要求1所述的一种高精度地形校正的探地雷达数据精确定位方法，其特征在于：根据不同地表物体的反射强度、回波次数、形状特征，设置地面坡度阈值等进行自动迭代计算，直至计算出合理的地面点为止。5.根据权利要求1所述的一种高精度地形校正的探地雷达数据精确定位方法，其特征在于：获取探测区域地下三维成像数据包括以下子步骤：采集前，对三维探地雷达系统进行校正测距轮，并设置道间距、采样深度、采样频率、触发模式以及gps波特率探测参数；采集时，需在探测区域架设架设gnss基准站进行连续跟踪观测，三维探地雷达系统逐行采集地下三维成像数据，通过发射天线向地面结构发射高频电磁波，反射的电磁波由接受天线接收后生成通道数据，对探地雷达系统搭载的gnss接收机与gnss基站数据数据进行后处理，获得数据采集的坐标与时间。6.根据权利要求1所述的一种高精度地形校正的探地雷达数据精确定位方法，其特征在于：提取轨迹平面坐标的具体步骤包括：利用探地雷达测距轮最小测距单位和数据采集步距，计算基于轮程得平面坐标，即为探地雷达轨迹平面坐标；根据数据的时间同步信息，从gnss数据中提取出与探地雷达时间相同的有效gnss数据，即为探地雷达轨迹平面坐标。7.根据权利要求1所述的一种高精度地形校正的探地雷达数据精确定位方法，其特征在于：高精度数字高程模型和轨迹平面坐标叠加，即探地雷达数据轨迹的高程和姿态赋值得到轨迹三维数据采用以下步骤：根据探地雷达轨迹的平面坐标和数字高程模型的位置信息进行匹配，将探地雷达轨迹
与高精度数字高程模型叠加，利用线性插值计算出探地雷达运行轨迹的高程，从而获得探地雷达轨迹的三维坐标，基于数字高程模型分别获得沿前进方向、垂直方向和侧向方向得坡度信息，从而获得探地雷达轨迹的轨迹三维数据。8.根据权利要求1所述的一种高精度地形校正的探地雷达数据精确定位方法，其特征在于：三维探地雷达数据地形校正使用以下方法实现：对探地雷达原始数据进行解震荡滤波、时间零点校正、信号增益、背景去噪、带通滤波、数据平滑、数据裁剪处理；采用时间位移原理，将电磁波在标准参考面和地表面的距离转换为传播时间,获得探测点到标准参考面的统一传播时间,实现探地雷达数据的地形校正；合并多个通道、多轨迹探地雷达数据，进行空间插值，生成带地形校正得三维地下影像数据。

技术总结
本发明涉及一种高精度地形校正的探地雷达数据精确定位方法。包括以下步骤：获取探测区域的高精度数字高程模型；获取探测区域地下三维成像数据，并提取轨迹平面坐标；将高精度数字高程模型和轨迹平面坐标叠加得到轨迹三维数据；根据轨迹三维数据对地下三维成像数据进行校正。采用本发明的方法作业效率高，人工投入小，成果精度高，实用性强；无需提前设置探测轨迹来地形校正，使探地雷达探测更加灵活方便；并能使探地雷达能在复杂地形环境下使用，提高了探地雷达实用性。提高了探地雷达实用性。提高了探地雷达实用性。


技术研发人员：赵鹏程 胡庆武 艾明耀 张菊
受保护的技术使用者：武汉大学
技术研发日：2022.03.25
技术公布日：2022/7/29