探地雷达成像算法研究：基于FDTD的逆时偏移法

"基于FDTD的探地雷达成像算法研究" 探地雷达（Ground Penetrating Radar，GPR）是一种广泛应用于地质勘探、结构检测和考古领域的无损检测技术。其利用高频电磁波穿透地面，探测地下物体并获取地层信息。GPR的优势在于其非侵入性、强大的穿透能力、高效率以及较高的分辨率，使得它成为识别地下目标的理想工具。 本文重点探讨了将时域有限差分法（Finite-Difference Time-Domain，FDTD）应用于探地雷达成像算法中。FDTD方法是数值电磁学计算的一种常用技术，通过在时间域内对电磁场方程进行离散化处理，可以模拟电磁波在复杂环境中的传播和反射过程。在探地雷达系统中，FDTD方法有助于更精确地模拟雷达信号在地下介质中的传播，从而提升系统的技术指标。 作者石庆研在吴仁彪教授指导下，深入分析了FDTD法在仿真雷达数据中的应用，揭示了地下介质中瞬态电磁场与目标相互作用的物理机制。这对于理解和解析雷达回波数据至关重要，因为这些数据包含了关于地下结构的重要信息。 针对实际地表粗糙和地下介质分布不均匀的问题，文章探讨了逆时偏移成像技术（Reverse Time Migration，RTM）。这是一种高级的成像算法，可以校正地表和地层不均匀性引起的图像失真，提高成像精度。在FDTD的基础上，作者进一步研究了逆时偏移成像算法，并通过仿真结果与传统成像算法进行了对比，以验证其效果和优势。 关键词：探地雷达，时域有限差分法，FDTD，逆时偏移法 本研究不仅对探地雷达技术的理论发展有所贡献，而且为解决实际应用中的成像难题提供了新的思路和方法。通过FDTD和逆时偏移成像技术的结合，可以预期在未来的探地雷达应用中，能够实现更精确、更清晰的地下成像，对地质探测、工程安全监测等领域带来显著的科技进步。