用gprmax进行地质雷达正演模拟,生成的geo和out文件怎么用matlab成像
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发布时间：2022-04-23 15:17
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热心网友
时间：2023-07-01 02:17
.out用[Header,Fields]=gprmax('*.out');
好好研究下得到的两个结构体，然后成像！追问恩 现在是我成像出来后，感觉模拟的波形不太正确，我觉得是我建模的错误，我qq546852771。跪求指导
追答研究下参数的物理意义！
热心网友
时间：2023-07-01 02:18
2010
年
第
7
期
SCIENCE
&
TECHNOLOGY
INFORMATION
0
引言
GprMax
是由
Antonis
Giannopoulos
教授研发
，
以时域有限差分为
基础的探地雷达正演模拟工具
，
其中
GprMax2D
用于探地雷达二维正
演模拟
，
GprMax3D
用于三维探地雷达正演模拟
。
GprMax
可用于模拟
电磁波在各向同性均匀媒质和
Debye
型色散媒质中的的传播以及电
磁波与目标物体的相互影响
，
从而得到目标物体的探地雷达地质图
像
。
1
GPRMAX
的输入文件
利用
GprMax
做探地雷达正演数值模拟
，
首先需要编写关于要模
拟的模型数据的输入文件
。
然后在安装目录下单击
GprMax2D.exe
或
者
GprMax3D.exe
文件
，
启动后在光标处输入输入文件的路径名
，
如果
输入文件的格式正确
，
软件将自动执行进行数值计算
，
否则自行终止
。
程序执行完以后
，
会在安装目录下生成两个输出文件
，
分别是
.geo
及
.
out
类型
。
输入文件需包括模拟模型的所有必要信息
。
输入文本的格式
可用
.txt
格式
。
输入文件的每一个有效命令行都必须以符号
#
开始
，
否
则该命令行无效
。
输入文件中的命令可分为以下三个步骤
：
(1)
描述性命令语句
。
描述
GPR
所要扫描的模型
，
即模型的规模和
扫描的离散步长
。
(2)
所要模拟的背景介质及目标物体的相关命令语句
。
用来说明模
型中所含各种介质的一些特性以及埋于介质中目标物体
。
(3)GPR
扫描及输出的相关命令
。
在模型中放置发射天线和接收天
线的起始位置坐标及扫描的道数
。
2
GPRMAX
模拟探地雷达二维和三维模型
首先
，
模拟如图
1
所示的几何模型
：
设土壤为非磁性均匀媒质
，
其
相对介电常数
ε
r
=6.0
，
电导率
σ
=0.001
；
选择的目标物体是理想导体
，
其
埋
深
d=0.1m
，
直
径
为
0.05m
；
收
发
天
线
位
于
空
气
土
壤
界
面
上
方
2.5mm
处的水平测线上
；
网格大小
[0.6,0.24]
，
单位是米
。
采用剖面法沿
测线采集
41
道雷达信号
，
道间距
0.05m
，
收发天线移动步距为
0.01m
。
图
1
探地二维雷达模型示意图
输入文件的形式如下
：
#medium:
6.0
0.0
0.0
0.001
1.0
0.0
concrete
----------------------------------------
#domain:
0.6
0.3
#dx_dy:
0.0025
0.0025
#time_window:
8.0e-9
#box:
0.0
0.0
0.6
0.24
concrete
#cylinder:
0.3
0.14
0.025
pec
----------------------------------------------
#line_source:
1.0
900e6
ricker
MyLineSource
#analysis:
41
first.out
b
#tx:
0.075
0.2525
MyLineSource
0.0
8e-9
#rx:
0.125
0.2525
#tx_steps:
0.01
0.0
#rx_steps:
0.01
0.0
#end_analysis:
--------------------------------
#geometry_file:
first.geo
#messages:
y
运行
GprMax2D
，
输入该输入文件的存储路径
，
进行模拟计算
，
待
仿真结束后
，
利用
gprmax2g.m
和
geo.m
以及
gprmax.m
和
out.m
分别读
取输出文件
first.geo
和
first.out
相关数据
，
获得几何图及数据剖面图如
图
2
所示
。
(a)
二维模拟儿何图
(b)
二维模拟数据剖面图
图
2
GprMax
二维正演模拟结果示意图
模拟如图
3
所示的几何模型
。
设土壤为非磁性均匀媒质
，
其相对
介电常数
ε
r
=6.0
，
电导率
σ
=0.01
；
目标物体为矩形空洞
，
其埋深
d=
0.2m
，
长
、
宽
、
高
I=0.2m
；
收发天线位于空气土壤界面上方
0.05m
处的
水平测线上
；
网格大小
[60
120
65]
，
单位厘米
。
采用剖面法沿测线采集
21
道雷达信号
，
天线间距
0.25m
。
输入文件如下
：
#medium:
6.0
0.0
0.0
0.01
1.0
0.0
concrete
--------------------------------------
#domain:
0.6
1.2
0.65
#dx_dy_dz:
0.01
0.01
0.01
#time_window:
12e-9
--------------------------------------
基于
GPRMAX
的探地雷达图像正演模拟
宋审宇
于会山
(
聊城大学物理科学与信息工程学院
山东
聊城
252059)
【
摘
要
】
利用基于时间域有限差分法模拟软件
GprMax
软件进行探地雷达地质图像的模拟过程
，
并模拟了二维和三维的探地雷达模型
。
【
关键词
】
探地雷达
；
GPRMAX2D
；
GPRMAX3D
Forward
Simulation
of
GPR
Image
Based
on
GprMax
SONG
Shen-yu
YU
Hui-shan
(School
of
Physics
Science
and
Information
Engineering,
Liaocheng
Universitity,
Liaocheng
Shandong,
252059
China)
【
Abstract
】
Based
on
finite-different-time-domain
method
(FDTD)
，
this
paper
uses
simulation
software
GprMax
to
study
the
radar
geological
image
simulating
process
，
and
then
simulate
the
GPR
model
of
2D
and
3D
科技信息
SCIENCE
&
TECHNOLOGY
INFORMATION
2010
年
第
7
期
（
上接第
58
页
）
译码器
——
—
CD4514
以及驱动器
MC1413
，
4
软件设计
系统软件设计要求
要求软件不仅能完成测量任务
，
还要求软件显示任务
、
完成系统
初始化
。
具体来说主要以下几个方面的要求
：
1)
系统初始化
；
2)
显示缓冲区初始化
.
设置堆栈指针以及开中断
.
3)
参数显示
；
4)
中断服务
；
软件设计思路
根据设计要求
，
要测量每
0.36
秒的脉冲数
，
最简单的方案是利用
单片机内部三个定时器
/
计数器
，
其中定时器
/
计数器
2
用来产生
0.36
秒的定时
，
定时器
/
计数器
1
用来计外部脉冲数
，
定时器
/
计数器
0
用来
测量开关闭合
，
断开之间的时间
。
按此构思
，
程序由几大模块组成
。
其
中模块应包含有
:
1)
单片机
.8279
的初始化
2)
定时器
/
计数器初始化
3)
显示缓冲区初始化
.
设置堆栈指针以及开中断
.
4)
显示子程序
软件设计方案
根据设计要求
，
要测量每
0.36
秒的脉冲数
，
最简单的方案是利用
单片机内部三个定时器
/
计数器
，
其中定时器
/
计数器
2
用来产生
0.36
秒的定时
，
定时器
/
计数器
1
用来计外部脉冲数
，
定时器
/
计数器
0
用来
测量时间
。
系统软件设计框图如图
初始化程序包括定时器初始化和中断系统初始化
，
主要是对
IP
、
IE
、
TCOM
、
TMOD
的相应位进行正确的设置
，
并将时间常数送入定时
器中
。
5
结束语
通过分析近年来电子衡器产品的发展情况及国内外市场的需求
，
电子衡器总的发展趋势是小型化
、
模块化
、
集成化
、
智能化
；
近几年新
研制的五轮仪结构充分体现了小薄轻的发展方向
。
该系统具有硬件电路简单
、
系统功能比较强大
、
所选用元器件流
行实用
、
数据传输准确
、
实时性好等特点
。
其小型化
、
模块化
、
集成化
、
智能化的检测具有较为广泛的前景
。
【
参考文献
】
［
1
］
王宝光
，
蒲昭邦
.
测控仪器设计
[M].
机械工业出版社
，
2001
，
3
．
［
2
］
袁辉
.
光电传感器及其应用
[M].
机械工业出版社
，
1992
，
1
．
［
3
］
李宝琛
.
微型计算机常用器件手册
[M].
福建科学技术出版社
，
1999
，
9
．
［
4
］
刘
植
甄
.
微
行
控
制
系
统
设
计
工
程
——
—
从
芯
片
到
系
统
[M].
清
华
大
学
出
版
社
，
2001
，
7
．
［
5
］
马顺心
，
等
.
单片机的汇
编
语
言
应
用
程
序
设
计
.
北
京
航
空
航
天
大
学
出
版
社
，
1999
．
［
责任编辑
：
张新雷
］
科
●
#box:
0.0
0.0
0.0
0.6
1.2
0.5
concrete
#box:
0.2
0.5
0.1
0.4
0.7
0.3
free_space
--------------------------------------
#hertzian_dipole:
1.0
900e6
ricker
MyDipole
#analysis:
21
second.out
b
#tx:
x
0.3
0.115
0.55
MyDipole
0.0
12e-9
#rx:
0.3
0.365
0.55
#tx_steps:
0.0
0.04
0.0
#rx_steps:
0.0
0.04
0.0
#end_analysis:
--------------------------------------
#messages:
y
图
3
三维探地雷达模型示意图
利用
gprmax.m
和
outt.m
读取输出文件
second.out
中的数据
，
获得
此模型
E
x
数据的剖面图如图
4
所示
图
4
三维模拟模拟数据
E
x
的剖面示意图
3
结论
由以上两例可知
，
利用
GprMax2D
和
GprMax3D
与
MATLAB
进行
GPR
正演数值模拟是可行的
，
并且具有很好的效果
。
【
参考文献
】
［
1
］
周奇才
，
李炳杰
，
郑宇轩
，
等
.
基于
GPRMax2D
的探地雷达图像正演模拟
[J].
工
程地球物理学报
,2008,5(4):396-399.
［
2
］
User's
Manual
of
GprMax2D
version
2.0
．
［
3
］
GPRmax2D
downloads
：
http://www.gprmax.org
．
［
4
］
Yee
K
S
．
Numerical
solution
of
initial
boundary
value
problem
involving
M
axell
equations
in
isotropic
media[J]
．
IEEE
Trans
Antennas
Propagate
，
1966
，
14(3)
：
302-
307
．
作者简介
：
宋审宇
（
1983
—），
男
，
聊城大学硕士研究生
，
研究方向为光通信
技术
。
［
责任编辑
：
汤静
］
