CN206960648U - 一种探地雷达一体化数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种探地雷达一体化数据采集装置，包括用来获取浅表地层下介质分布图像的探地雷达和GPS系统；探地雷达包括探地雷达主机和探地雷达天线，探地雷达天线通过电子连接单元与探地雷达主机相连接，探地雷达天线包括发射天线和接收天线；GPS系统包括GPS接收机和GPS天线，GPS天线与GPS接收机相连接；GPS天线固定在探地雷达天线的发射天线和接收天线之间的中心位置，探地雷达主机和GPS接收机均与计算机相连接。本实用新型将GPS与探地雷达集成一体化，使探地雷达获取连续二维图像的同时也会得到相对应的空间坐标信息，整个数据采集过程无需人工干预，结构简单，操作方便，不仅大大降低了工作量，也提高了探地雷达定位精度。

Description

一种探地雷达一体化数据采集装置

技术领域

本实用新型属于探地雷达数据采集的技术领域，具体涉及一种探地雷达一体化数据采集装置。

背景技术

探地雷达（Ground Penetrating Radar）是一种利用高频电磁波来确定浅表地层构造的无损地球物理探测技术，主要根据地下介质的电性差异（电导率和介电常数）来实现对地下目标体或层位分布的有效探测，根据时间剖面图上的反射波的时频和振幅特征来确定被测物体的位置、形态、埋深和几何形态等参数。由于其具有数据采集效率高，分辨率高和无损检测等优点，被广泛应用于道路检测、考古、建筑工程、地下管线及地质勘察等诸多领域。

探地雷达数据采集过程中，常需要同步获取地下介质分布的空间位置信息。一般是通过全站仪等传统测绘手段获取探地雷达测线上有限离散点位置信息后，人工实现与探地雷达图像进行关联，这种方法不仅费时、费力，而且定位精度较低，仅适用于小范围、地形比较平坦情况下的应用，无法满足探地雷达大面积长距离连续图像采集的需要。

实用新型内容

针对探地雷达传统定位方法需要人工手动处理，定位精度较低，无法满足探地雷达大面积长距离连续图像采集的技术问题，本实用新型提出探地雷达一体化数据采集装置，实现了探地雷达数据采集过程中定位信息的连续获取，定位精度高，人工干预少，适合大范围、地形条件比较复杂环境的数据采集。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种探地雷达一体化数据采集装置，包括用来获取浅表地层下介质分布图像的探地雷达和GPS系统；所述探地雷达包括探地雷达主机和探地雷达天线，探地雷达天线通过电子连接单元与探地雷达主机相连接，探地雷达天线包括发射天线和接收天线；所述GPS系统包括GPS接收机和GPS天线，GPS天线与GPS接收机相连接；所述GPS天线固定在探地雷达天线的发射天线和接收天线之间的中心位置，探地雷达主机和GPS接收机均与计算机相连接。

所述探地雷达天线固定在防护板上，探地雷达天线后端设有连接挂孔，连接挂孔通过连接卡扣与测距轮相连接，测距轮与通信接口相连接，通信接口分别与电子连接单元和GPS接收机相连接。

所述电子连接单元固定在探地雷达天线的上部，电子连接单元上设有卡槽，卡槽内卡接有电源，电源与电子连接单元相连接。

所述电源上固定有基座，基座中部设有支撑杆，支撑杆上固定有GPS天线，GPS天线刚性固定在探地雷达接收天线的几何中心、并与探地雷达天线处于同一平面上。

所述探地雷达天线是收发共置屏蔽天线，探地雷达天线为中心频率是100MHz、250MHz、500 MHz、800MHz、1000MHz或1600MHz的探地雷达天线。

所述支撑杆为可伸缩的支撑杆，通过调节支撑杆的伸缩量调节GPS天线3的高度。

所述GPS系统为差分GPS系统，差分GPS系统包括基站GPS和流动站GPS，基站GPS天线与流动的GPS天线之间通过数传电台通信，获取的位置信息为动态差分后的数据。

所述探地雷达天线的前端设有卡接部，卡接部通过挂钩与拉杆相连接，拉杆为可伸缩的拉杆，拉杆前端设有手柄。

所述探地雷达天线上设有卡接部，卡接部通过支架与汽车的前部或尾部相连接。

本实用新型克服传统探地雷达定位方法定位精度低、适用范围小的缺点，将差分GPS与探地雷达集成为一体化数据采集装置，使探地雷达获取连续二维图像的同时也会得到相对应的坐标信息，整个数据采集过程无需人工干预，实现了探地雷达数据采集过程中位置信息的连续同步获取，结构简单，操作方便，不仅大大降低了工作量，也提高了探地雷达定位精度，适用于大范围、地形条件比较复杂环境的数据采集。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型的原理框图。

图中，1为防护板，2为探地雷达天线，21为卡接部，22为连接挂孔，3为GPS天线，4为电子连接单元，5为电源，6为测距轮，7为连接卡扣，8为挂钩，9为拉杆，91为手柄，10为GPS接收机，11为探地雷达主机，12为通信接口，13为上位机，14为基座，15为支撑杆。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1所示，一种探地雷达一体化数据采集装置，包括用来获取浅表地层下介质分布图像的探地雷达和GPS系统；所述探地雷达包括探地雷达主机11和探地雷达天线2，探地雷达主机11控制探地雷达数据的采集。探地雷达天线2通过电子连接单元4与探地雷达主机11相连接，电子连接单元4通过串口与探地雷达天线2相连接，电子连接单元4实现探地雷达天线2与探地雷达主机11的数据通信。探地雷达天线2包括发射天线和接收天线。发射天线通过探地雷达主机11控制发射电磁波，接收天线接收发射天线的电磁波，探地雷达天线2通过电磁波实现对地下介质图像的采集。GPS系统包括GPS接收机10和GPS天线3，GPS天线3与GPS接收机10相连接。GPS天线3用于实时获取地下介质分布的空间位置。GPS天线3固定在探地雷达天线2的发射天线和接收天线之间的中心位置，如图2所示。探地雷达主机11和GPS接收机10均与计算机13相连接，从而实现探地雷达数据和GPS空间位置信息之间的关联。探地雷达主机11、GPS接收机10和计算机13可以同时放置在工作人员的背包中，因此，一个工作人员即可实现数据的采集，减少了劳动强度。

探地雷达天线2固定在防护板1上，防护板1保护探地雷达天线2，减少探地雷达天线2与地面之间的接触，同时不影响数据的测量。探地雷达天线2后端设有连接挂孔22，连接挂孔22通过连接卡扣7与测距轮6相连接，测距轮6与通信接口12相连接，通信接口12分别与电子连接单元4和GPS接收机10相连接。通信接口12实现测距轮6与探地雷达主机11之间的数据通信，同时，通信接口12为串口，其将测距轮6的触发信号传送至GPS接收机10，实现数据的采集。测距轮6为高精度测距轮，测距轮6通过标准的TTL触发信号实现对探地雷达主机11和GPS接收机10的触发，探地雷达主机11和GPS接收机10同时进行数据的采集，从而实现探地雷达数据采集和GPS位置获取，实现有效精确的数据采集。

电子连接单元4固定在探地雷达天线2的上部，电子连接单元4上设有卡槽，卡槽内卡接有电源5，电源5与电子连接单元4相连接。电源5上固定有基座14，基座14中部设有支撑杆15，支撑杆15上固定有GPS天线3，GPS天线3刚性固定在探地雷达接收天线的几何中心、并与探地雷达天线处于同一平面上。安装的过程中只需保证探地雷达天线2和GPS天线3基本处于同一水平面上即可，不需要进行严格校正，使用过程中倾斜不会影响相应的测量结果，GPS天线3记录的只是某一位置点的坐标。

支撑杆15为可伸缩的支撑杆，通过调节支撑杆15的伸缩量调节GPS天线3的高度，可以根据不同作业环境及不同类型探地雷达天线调节GPS天线3的高度。探地雷达天线是收发共置屏蔽天线，探地雷达天线的中心频率是100MHz、250MHz、500 MHz、800MHz、1000MHz或1600MHz。不同型号探地雷达天线的中心频率越大，体积越小，中心频率越小，体积越大。根据数据采集环境及探地雷达不同型号的探地雷达天线，安装在探地雷达天线正上方的GPS天线3的高度通过调节伸缩的支撑杆15改变其高度。

GPS系统为差分GPS系统，差分GPS系统包括基站GPS和流动站GPS，GPS天线3为流动站GPS，基站GPS与流动站GPS天线3通过数传电台进行通信，基站GPS固定在地面上。GPS天线3是可移动的，是流动站GPS天线，基站GPS修正流动站GPS数据，获取的位置信息是通过后期处理软件（Inertial Explorer 8.4）差分后的数据。

探地雷达主机2前端设有卡接部21，卡接部21通过挂钩8与拉杆9相连接，拉杆9为可伸缩的拉杆，拉杆9前端设有手柄91。工作人员拉住手柄91即可同时实现探地雷达数据采集和GPS位置获取。不使用的时候，可以将挂钩8和拉杆9拆卸下来，方便携带。

实施例二

如图1和2所示，探地雷达主机2上设有卡接部21，卡接部21通过支架与汽车的前部或尾部相连接。从而可以将本实用新型与汽车等其它载体相结合，实现数据的采集。

其他结构及原理与实施例一相同。

本实用新型将GPS与探地雷达集成一体化，实现了探地雷达收发共置屏蔽天线与GPS数据的一体化数据采集，使探地雷达获取连续二维图像的同时也会得到相对应的空间坐标信息，整个数据采集过程无需人工干预，结构简单，操作方便，不仅大大降低了工作量，也提高了探地雷达定位精度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种探地雷达一体化数据采集装置，其特征在于，包括用来获取浅表地层下介质分布图像的探地雷达和GPS系统；所述探地雷达包括探地雷达主机（11）和探地雷达天线（2），探地雷达天线（2）通过电子连接单元（4）与探地雷达主机（11）相连接，探地雷达天线（2）包括发射天线和接收天线；所述GPS系统包括GPS接收机（10）和GPS天线（3），GPS天线（3）与GPS接收机（10）相连接；所述GPS天线（3）固定在探地雷达天线（2）的发射天线和接收天线之间的中心位置，探地雷达主机（11）和GPS接收机（10）均与计算机（13）相连接。

2.根据权利要求1所述的探地雷达一体化数据采集装置，其特征在于，所述探地雷达天线（2）固定在防护板（1）上，探地雷达天线（2）后端设有连接挂孔（22），连接挂孔（22）通过连接卡扣（7）与测距轮（6）相连接，测距轮（6）与通信接口（12）相连接，通信接口（12）分别与电子连接单元（4）和GPS接收机（10）相连接。

3.根据权利要求1所述的探地雷达一体化数据采集装置，其特征在于，所述电子连接单元（4）固定在探地雷达天线（2）的上部，电子连接单元（4）上设有卡槽，卡槽内卡接有电源（5），电源（5）与电子连接单元（4）相连接。

4.根据权利要求3所述的探地雷达一体化数据采集装置，其特征在于，所述电源（5）上固定有基座（14），基座（14）中部设有支撑杆（15），支撑杆（15）上固定有GPS天线（3），GPS天线（3）刚性固定在探地雷达接收天线的几何中心、并与探地雷达天线（2）处于同一平面上。

5.根据权利要求2所述的探地雷达一体化数据采集装置，其特征在于，所述探地雷达天线（2）是收发共置屏蔽天线，探地雷达天线为中心频率是100MHz、250MHz、500 MHz、800MHz、1000MHz或1600MHz的探地雷达天线。

6.根据权利要求4所述的探地雷达一体化数据采集装置，其特征在于，所述支撑杆（15）为可伸缩的支撑杆，通过调节支撑杆（15）的伸缩量调节GPS天线（3）的高度。

7.根据权利要求1所述的探地雷达一体化数据采集装置，其特征在于，所述GPS系统为差分GPS系统，差分GPS系统包括基站GPS和流动站GPS，基站GPS天线与流动的GPS天线（3）之间通过数传电台通信，获取的位置信息为动态差分后的数据。

8.根据权利要求1所述的探地雷达一体化数据采集装置，其特征在于，所述探地雷达天线（2）前端设有卡接部（21），卡接部（21）通过挂钩（8）与拉杆（9）相连接，拉杆（9）为可伸缩的拉杆，拉杆（9）前端设有手柄（91）。

9.根据权利要求1所述的探地雷达一体化数据采集装置，其特征在于，所述探地雷达天线（2）上设有卡接部（21），卡接部（21）通过支架与汽车的前部或尾部相连接。