一种探地雷达地埋目标有效信号增强方法转让专利
申请号 : CN201610103980.7
文献号 : CN105527618B
文献日 : 2017-09-15
发明人 : 郑晶 , 彭苏萍 , 杨峰
申请人 : 中国矿业大学(北京)
摘要 :
权利要求 :
1.一种探地雷达地埋目标有效信号增强方法,用于探地雷达数据处理,其特征在于,通过利用S变换和SVD,实现对地埋目标有效回波信号的识别和增强,包括如下步骤:步骤一:利用SVD对时间-空间域中的数据X0做奇异值分解,并将第一个最大奇异值置零,对分解后的信号进行合成,得到去除了直达波和折射波的数据X,其中X和X0都是N行M列的数组,M表示采样道数,N表示每一道数据的采样点数;
步骤二:将X中的每一道数据都经过S变换到频率-延时域,得到数据Sj(k,n),其中下标j为正整数表示道数,0
步骤三:对数据Sj(k,n)应用SVD,对应每一道j得到三个数组Uj,Ωj和Vj,其中Ωj是N×N非负对角阵,Uj=[u0,j,u1,j,…,uN-1,j]和Vj=[v0,j,v1,j,…,vN-1,j]都是维数为N×N的酉阵;
步骤四:从右奇异向量vi,j中找到最大值,并将该最大值对应的位置记录为qi,j,其中0
步骤五:对记录的所有的qi,j利用双曲线拟合,选出符合双曲线规律数据,并将对应的位置值(i,j)0保存在记录集p中;
步骤六:保存记录p中对应的(i,j)0右奇异向量vi,j的值,将其他的值置零,获得一个新的矩阵步骤七:利用 进行数据合成,得到处理后的数据
步骤八:对数据 采用逆S变换,得到最终处理后的数据
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤一中,SVD的具体公式为:X=UΩVH
假设X是一大小为N×M的数据矩阵,则Ω是维数为N×M非负对角阵,U是一个维数为N×N的酉阵,V一个维数为M×M的酉阵,VH是矩阵V的共轭转置。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤二中,使用S变换的具体公式为:其中x(m,j)为m时刻第j道的时域采样数据,也是矩阵X第m行第j列的数据,0≤m≤N-1,
0≤j≤M-1,n是延迟因子,k是频谱分量,0≤k≤N-1,0≤n≤N-1。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤三中,所述的SVD计算公式为
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤七中,合成数据的具体公式为:其中 是权利要求1步骤六中得到的 的共轭转置矩阵。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤八中,逆S变换可以用分成两步完成,第一针对延迟量n将所有的 做累加得到 第二对Fj(k)做逆FFT变换得到