去除探地雷达信号直达波的二维物理小波方法

"探地雷达信号直达波的去除——一种基于二维物理小波变换的方法" 在探地雷达（Ground Penetrating Radar, GPR）技术中，直达波是信号分析和解释过程中的主要干扰因素之一。直达波是指雷达发射的电磁波直接反射回接收器的信号，通常具有较强的能量，但包含的信息对于地下结构探测并不重要。因此，有效地去除直达波对于提高GPR图像的信噪比和解析地下目标的特性至关重要。 本文提出了一种新的直达波去除方法，利用二维物理小波变换（2-D Physical Wavelet Transform）。二维物理小波是一种能够同时捕捉信号的空间和频率特性的分析工具，其优点在于能够对信号进行多尺度分析，这在处理GPR信号这种非平稳和局部化特征明显的信号时尤为有效。 在该方法中，首先将探地雷达信号进行二维物理小波变换，选择适当的小波基函数，如Daubechies小波或Morlet小波等，这些小波函数能较好地适应GPR信号的瞬态特性。然后，通过分析不同尺度下的小波系数，可以识别出直达波干扰所对应的小波系数，因为直达波通常在低频和大尺度部分具有显著的特征。接下来，选择合适的小波尺度，估计并剔除这部分与直达波相关的系数，从而达到去除直达波的目的。 实测探地雷达数据的应用表明，这种方法能有效地去除直达波干扰，并且在处理速度和内存占用上相比二维连续有向小波变换（2D Continuous Directed Wavelet Transform）具有优势。这不仅提高了数据处理效率，也有利于实时或大规模的GPR数据处理。 通过这种方法，可以更清晰地观察到地下结构的细节，提高GPR图像的质量，从而更好地进行地质勘探、隧道检测、考古挖掘等应用。此外，该方法的通用性也意味着它可以被应用于其他类似需要去除瞬时强干扰的信号处理问题。 这篇论文提出的二维物理小波变换去除直达波的方法，是探地雷达信号处理领域的一个重要进展，它为提高GPR数据的分析精度和解释能力提供了新的技术手段。