跟踪雷达在跟踪高速目标时,需要有足够快的反应速度,这不仅对它自身的硬件系统的实时性要求较高,而且对相应软件系统的实时性要求也较高。用实时操作系统VxWorks作为跟踪雷达系统中的操作系统,可以满足软件对实时性需求。本系统中,跟踪雷达各分机设备在相应处理计算机、控制计算机控制下协调工作,完成对目标的跟踪和测量雷达的引导,各分控计算机之间通过以太网接口相互通讯。跟踪雷达软件按功能分为主控、显示、信号处理、伺服控制、高频控制、光电控制六个子系统,分别对应不同的计算机。其中主控、信号处理、伺服控制、高频控制、光电控制子系统上都使用VxWorks操作系统,如图1所示。1VxWorks简介目前市场上比较闻名的实时操作系统有:VxWorks、pSoS、Nucleus、VRTX、WindowsCE、PalmOS、QNX、PowerTV、JavaOS、LynxOS等。其中,VxWorks是美国WRS公司推出的一个具有微内核、可裁剪的高性能强实时操作系统,在实时操作系统市场上处于领导地位。它在航空、广播、运输、医疗、自动化生产和科学研究等领域中有着广泛的应用,尤其是在国防和军事上一些高精尖技术及实时性要求极高的领域中,体现出了其优越的性能。在1997年4月发射的火星探测器上也使用到了VxWorks。VxWorks的主要特点VxWorks具有高度可剪裁的微内核结构,它需要的存储器空间大约为8KB~488KB、620B~29。3KB。可见VxWorks有着极好的可伸缩性,用户可以利用工具或直接修改内核源文件来配置内核。VxWorks能进行高效的多任务调度,它支持中断驱动的优先级抢占式调度和时间片轮转调度,并具有确定的、快速的上下文切换能力,确定的、微秒级的中断延迟时间。这些使得内核具有非常强的实时性。VxWorks应用程序开发除了性能出众的操作系统外,WRS公司还提供了优秀的实时操作系统开发工具Tornado。Tornado包含三个高度集成的组件:Tornado工具,一套强大的交叉开发工具;VxWorks实时操作系统;一整套主机-目标间的通讯选项,例如以太网、串行线路、在电路仿真和ROM仿真等。图2是Tornado开发系统组成框图,左边的框代表Tornado集成开发环境,它运行在开发主机上,可以基于WIN9x、WINNT、DIGITALUNIX等主机操作系统。本文介绍的内容都是基于WIN9x系统的。右边的框代表目标机,目标机支持的CPU类型有MC680x0、PowerPc、SPARC、SPARClite、i960、x86、R3000、R4000、R4650等。目标机上运行VxWorks实时操作系统,其上层运行用户应用程序。Tornado集成了用于VxWorks应用程序开发和调试的各种工具。开发者在主机系统里,利用这个集成环境组织、编写、编译和调试应用程序,然后下载到目标机上运行、调试。编译在主机上完成,测试、调试需要主机目标机协调完成,流程如图3所示。2VxWorks在信号处理子系统中的应用信号处理子系统采用摩托罗位的COMPACTPCI计算机,它的CPU为PII233MMX。该信号处理子系统的主要任务是通过网络接收来自主控子系统的数据和命令,传送给信号处理板;并且还要读取信号处理板的处理结果,将其通过网络传送给主控子系统和显示子系统。信号处理子系统软件可分为两部分:一是驱动程序,负责对信号处理板的初始化、配置和访问,另外用中断方式来响应信号处理板;二是网络通讯程序,负责与主控机握手、接收数据报文和发送数据报文。它的组成如图4所示,当信号处理板产生数据后,发出一次中断,中断服务程序触发发送进程读取信号处理板上的数据,然后发送给网络。网络通讯程序主要由五个并发的进程组成:poopClient、BDPReceive、intProc20ms、intProcGate和messageHandle。PoopClient进行负责和主控子系统握手,获取主控机信息,以及传送本子系统信息。BDPReceive进程接收网络数据,然后送给messageHandle进程,经处理后再送到信号处理板上。IntProc20ms和intProcGate进程从信号处理板中读出数据,然后发送到网络中去。
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无线电是指在自由空间(包括空气和真空)传播的电磁波,是其中的一个有限频带,上限频率 在300GHz(吉赫兹),下限频率较不统一, 在各种射频规范书, 常见的有三 3KHz~300GHz(ITU-国际电信联盟规定), 9KHz~300GHz, 10KHz~300GHz。 无线电技术是通过无线电波传播信号的技术。 无线电技术的原理在于,导体中电流强弱的改变会产生无线电波。利用这一现象,通过调制可将信息加载于无线电波之上。当电波通过空间传播到达收信端,电波引起的电磁场变化又会在导体中产生电流。 通过解调将信息从电流变化中提取出来,就达到了信息传递的目的。 麦克斯韦最早在他递交给英国皇家学会的论文《电磁场的动力理论》中阐明了电磁波传播的理论基础。他的这些工作完成于1861年至1865年之间。 海因里希·鲁道夫·赫兹(Heinrich Rudolf Hertz)在1886年至1888年间首先通过试验验证了麦克斯韦尔的理论。他证明了无线电辐射具有波的所有特性,并发现电磁场方程可以用偏微分方程表达,通常称为波动方程。 1906年圣诞前夜,雷吉纳德·菲森登(Reginald Fessenden)在美国麻萨诸塞州采用外差法实现了历史上首次无线电广播。菲森登广播了他自己用小提琴演奏“平安夜”和朗诵《圣经》片段。位于英格兰切尔姆斯福德的马可尼研究中心在1922年开播世界上第一个定期播出的无线电广播娱乐节目。 发明 关于谁是无线电台的发明人还存在争议。 1893年,尼科拉·特斯拉(Nikola Tesla)在美国密苏里州圣路易斯首次公开展示了无线电通信。在为“费城富兰克林学院”以及全国电灯协会做的报告中,他描述并演示了无线电通信的基本原理。他所制作的仪器包含电子管发明之前无线电系统的所有基本要素。 古列尔莫·马可尼(Guglielmo Marconi)拥有通常被认为是世界上第一个无线电技术的专利,英国专利12039号,“电脉冲及信号传输技术的改进以及所需设备”。 尼科拉·特斯拉1897年在美国获得了无线电技术的专利。然而,美国专利局于1904年将其专利权撤销,转而授予马可尼发明无线电的专利。这一举动可能是受到马可尼在美国的经济后盾人物,包括汤玛斯·爱迪生,安德鲁·卡耐基影响的结果。1909年,马可尼和卡尔·费迪南德·布劳恩(Karl Ferdinand Braun)由于“发明无线电报的贡献”获得诺贝尔物理学奖。 1943年,在特斯拉去世后不久,美国最高法院重新认定特斯拉的专利有效。这一决定承认他的发明在马可尼的专利之前就已完成。有些人认为作出这一决定明显是出于经济原因。这样二战中的美国政府就可以避免付给马可尼公司专利使用费。 1898年,马可尼在英格兰切尔姆斯福德的霍尔街开办了世界上首家无线电工厂,雇佣了大约50人。 无线电的用途 无线电的最早应用于航海中,使用摩尔斯电报在船与陆地间传递信息。现在,无线电有着多种应用形式,包括无线数据网,各种移动通信以及无线电广播等。 以下是一些无线电技术的主要应用: 通信 声音 * 声音广播的最早形式是航海无线电报。它采用开关控制连续波的发射与否,由此在接收机产生断续的声音信号,即摩尔斯电码。 * 调幅广播可以传播音乐和声音。调幅广播采用幅度调制技术,即话筒处接受的音量越大则电台发射的能量也越大。 这样的信号容易受到诸如闪电或其他干扰源的干扰。 * 调频广播可以比调幅广播更高的保真度传播音乐和声音。对频率调制而言,话筒处接受的音量越大对应发射信号的频率越高。调频广播工作于甚高频段(Very High Frequency,VHF)。频段越高,其所拥有的频率带宽也越大,因而可以容纳更多的电台。同时,波长越短的无线电波的传播也越接近于光波直线传播的特性。 * 调频广播的边带可以用来传播数字信号如,电台标识、节目名称简介、网址、股市信息等。在有些国家,当被移动至一个新的地区后,调频收音机可以自动根据边带信息自动寻找原来的频道。 * 航海和航空中使用的话音电台应用VHF调幅技术。这使得飞机和船舶上可以使用轻型天线。 * 政府、消防、警察和商业使用的电台通常在专用频段上应用窄带调频技术。这些应用通常使用5KHz的带宽。相对于调频广播或电视伴音的16KHz带宽,保真度上不得不作出牺牲。 * 民用或军用高频话音服务使用短波用于船舶,飞机或孤立地点间的通讯。大多数情况下,都使用单边带技术,这样相对于调幅技术可以节省一半的频带,并更有效地利用发射功率。 * 陆地中继无线电(Terrestial Trunked Radio, TETRA)是一种为军队、警察、急救等特殊部门设计的数字集群电话系统。 电话 * 蜂窝电话或移动电话是当前最普遍应用的无线通信方式。蜂窝电话覆盖区通常分为多个小区。每个小区由一个基站发射机覆盖。理论上,小区的形状为蜂窝状六边形,这也是蜂窝电话名称的来源。当前广泛使用的移动电话系统标准包括:GSM,CDMA和TDMA。运营商已经开始提供下一代的3G移动通信服务,其主导标准为UMTS和CDMA2000。 * 卫星电话存在两种形式:INMARSAT 和 铱星系统。两种系统都提供全球覆盖服务。 INMARSAT使用地球同步卫星,需要定向的高增益天线。铱星则是低轨道卫星系统,直接使用手机天线 电视 * 通常的模拟电视信号采用将图像调幅,伴音调频并合成在同一信号中传播。 * 数字电视采用MPEG-2图像压缩技术,由此大约仅需模拟电视信号一半的带宽。 紧急服务 * 无线电紧急定位信标 (emergency position indicating radio beacons,EPIRBs), 紧急定位发射机或 个人定位信标是用来在紧急情况下对人员或测量通过卫星进行定位的小型无线电发射机。它的作用是提供给救援人员目标的精确位置,以便提供及时的救援。 数据传输 * 数字微波传输设备、卫星等通常采用正交幅度调制(Quadrature Amplitude Modulation,QAM)。QAM调制方式同时利用信号的幅度和相位加载信息。这样,可以在同样的带宽上传递更大的数据量。 * IEEE 11是当前无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)的标准。它采用2GHz或5GHz频段,数据传输速率为11 Mbps或54 Mbps。 * 蓝牙(Blueteeth)是一种短距离无线通讯的技术。 辨识 * 利用主动及被动无线电装置可以辨识以及表明物体身份。(参见射频识别) 其它 * 业余无线电是无线电爱好者参与的无线电台通讯。业余无线电台可以使用整个频谱上很多开放的频带。爱好者使用不同形式的编码方式和技术。有些后来商用的技术,比如调频,单边带调幅,数字分组无线电和卫星信号转发器,都是由业余爱好者首先应用的。 导航 * 所有的卫星导航系统都使用装备了精确时钟的卫星。导航卫星播发其位置和定时信息。接收机同时接受多颗导航卫星的信号。接收机通过测量电波的传播时间得出它到各个卫星的距离,然后计算得出其精确位置。 * Loran系统也使用无线电波的传播时间进行定位,不过其发射台都位于陆地上。 * VOR系统通常用于飞行定位。它使用两台发射机,一台指向性发射机始终发射并象灯塔的射灯一样按照固定的速率旋转。当指向型发射机朝向北方时,另一全向发射机会发射脉冲。飞机可以接收两个VOR台的信号,从而通过推算两个波束的交点确定其位置。 * 无线电定向是无线电导航的最早形式。无线电定向使用可移动的环形天线来寻找电台的方向。 雷达 * 雷达通过测量反射无线电波的延迟来推算目标的距离。并通过反射波的极化和频率感应目标的表面类型。 * 导航雷达使用超短波扫描目标区域。一般扫描频率为每分钟两到四次,通过反射波确定地形。这种技术通常应用在商船和长距离商用飞机上。 * 多用途雷达通常使用导航雷达的频段。不过,其所发射的脉冲经过调制和极化以便确定反射体的表面类型。优亮的多用途雷达可以辨别暴雨、陆地、车辆等等。 * 搜索雷达运用短波脉冲扫描目标区域,通常每分钟2-4次。有些搜索雷达应用多普勒效应可以将移动物体同背景中区分开来 * 寻的雷达采用于搜索雷达类似的原理,不过对较小的区域进行快速反复扫描,通常可达每秒钟几次。 * 气象雷达与搜索雷达类似,但使用圆极化波以及水滴易于反射的波长。风廓线雷达利用多普勒效应测量风速,多普勒雷达利用多普勒效应检测灾害性天气。 加热 * 微波炉利用高功率的微波对食物加热。(注:一种通常的误解认为微波炉使用的频率为水分子的共振频率。而实际上使用的频率大概是水分子共振频率的十分之一。)
地质雷达在水利工程质量检测中的应用1 前言 地质雷达作为近十余年来发展起来的地球物理高新技术方法,以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图象显示等优点,备受广大工程技术人员的青睐。现已成功地应用于岩土工程勘察、工程质量无损检测、水文地质调查、矿产资源研究、生态环境检测、城市地下管网普查、文物及考古探测等众多领域,取得了显著的探测效果和社会经济效益,并在工程实践中不断完善和提高,必将在工程探测领域发挥着愈来愈重要的作用。而地质雷达技术用于堤防隐患的探测尚属初步阶段,通过广大物探技术人员的共同努力,达到了解和掌握不同隐患类型在雷达图像上的反映特征,在不断总结探测经验的基础上,提高异常的判断能力和精度,较确切地推定堤防工程隐患的性质和位置,以便指导有关管理单位加强堤防工程重点部位的维护和防范,提高和巩固堤防工程的运行周期和防洪能力。本文以永定河堤防工程护砌质量检测为实例,说明地质雷达技术在堤防工程探测中的应用情况,以此与同行进行切磋,推动堤防工程探测技术的发展,不妥之处,敬请批评指正。2 基本原理地质雷达与探空雷达相似,利用高频电磁波(主频为数十数百乃至数千兆赫)以宽频带短脉冲的形式,由地面通过发射天线(T)向地下发射,当它遇到地下地质体或介质分界面时发生反射,并返回地面,被放置在地表的接收天线(R)接收,并由主机记录下来,形成雷达剖面图。由于电磁波在介质中传播时,其路径、电磁波场强度以及波形将随所通过介质的电磁特性及其几何形态而发生变化。因此,根据接收到的电磁波特征,既波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度、频率和波形等,通过雷达图像的处理和分析,可确定地下界面或目标体的空间位置或结构特征。雷达波(电磁波)在界面上的反射和透射遵循Snell定律。实际观测时,由于发射天线与接收天线的距离很近,所以其电磁场方向通常垂直于入射平面,并近似看作法向入射,反射脉冲信号的强度,与界面的反射系数和穿透介质的衰减系数有关,主要取决于周围介质与反射目的体的电导率和介电常数,对于以位移电流为主的介质,既大多数岩石介质属非磁性、非导电介质,常常满足σ/ωε<<1,于是衰减系数(β)的近似值为:既衰减系数与电导率(σ)及磁导率(μ)的平方根成正比,与介电常数(ε)的平方根成反比。而界面的反射系数为:式中Z为波阻抗,其表达式为:显然,电磁波在地层中的波阻抗值取决于地层特性参数和电磁波的频率。由此可见,电磁波的频率(ω=2πf)越高,波阻抗越大。对于雷达波常用频率范围(25~1000MHz),一般认为σ<<ωε,因而反射系数r可简写成:上式表明反射系数r主要取决于上下层介电常数差异。应用雷达记录的双程反射时间可以求得目的层的深度H:式中:t为目的层雷达波的反射时间;c为雷达波在真空中的传播速度(3m/ns);εr为目的层以上介质相对介电常数均值。3 工程概况北京市界内永定河左、右堤防于清朝乾隆年间修筑,后经数次维修和加固形成现有规模,主体为梯形,顶宽约10m,可见堤高约5~6m,堤内坡坡度为1:5~1:0,外坡相对较缓为1: 0~1: 5。堤身为人工堆积,主要由粉细砂(中下游段)、卵砾石(上游段)组成。介质构成复杂多变,分布不均,且处于包气带中,极为干燥。堤基为第四系全新统地层,岩性以粉细砂为主,下游段出现黑色淤泥质粘土夹层,层厚约7~0m。地下水位埋深(自地表计):卢沟桥附近约0m,至下游逐渐变浅,达省/市界附近(石佛寺)一带约0m。永定河卢沟桥下游至省/市界左、右堤防共划定险工段12处23段,分布在左堤约60Km和右堤约30Km范围内,其险工段内坡为浆砌石(厚约40cm——原设计标准)结合铅丝石笼构成的护砌,并于1964~1989年间营建,浆砌石护坡除可见堤身部分露出外,其余部分与铅丝石笼水平护底均埋于河滩滩地以下,一般为0~0m,外铺0m的铅丝石笼护底。这些险工段在历史上均有决口或抢险加固的记载。为满足北京市对永定河防洪设计的需要,保证该堤防渡汛万无一失,故进行地球物理勘探工作,以检测堤防工程的护砌质量,便于99年6月份之前进行加固处理。4 测试技术及资料处理为判断险工段堤内坡护险浆砌石质量的优劣,沿内坡坡脚布置一条雷达探测剖面,并按其走向连续测试。外业施测使用瑞典MALA地质仪器有限公司生产的RAMAC/GPR地质雷达系统,天线的中心频率为250MHz,收发天线的间距为6m。实测采用剖面法,且收发天线方向与测线方向平行。记录点距为2m,采样频率为3893MHz,单一记录迹线的采样点数为512,迭加次数为16,记录时窗为180ns,若取堤身土体的雷达波速为08~10m/ns,表层浆砌石的雷达波速为10~12m/ns,综合考虑该地层剖面特征,选取雷达波速中值为10m/ns,则此时该雷达系统的最小纵向分辨率为8~10cm。雷达资料的数据处理与地震反射法勘探数据处理基本相同,主要有:①滤波及时频变换处理;②自动时变增益或控制增益处理;③多次重复测量平均处理;④速度分析及雷达合成处理等,旨在优化数据资料,突出目的体、最大限度地减少外界干扰,为进一步解释提供清晰可辨的图像。处理后的雷达剖面图和地震反射的时间剖面图相似,可依据该图进行地质解释。5 成果分析地质雷达资料的地质解释是地质雷达探测的目的。由数据处理后的雷达图像,全面客观地分析各种雷达波组的特征(如波形、频率、强度等),尤其是反射波的波形及强度特征,通过同相轴的追踪,确定波组的地质意义,构制地质——地球物理解释模型,依据剖面解释获得整个测区的最终成果图。地质雷达资料反映的是地下地层的电磁特性(介电常数及电导率)的分布情况,要把地下介质的电磁特性分布转化为地质分布,必须把地质、钻探、地质雷达这三个方面的资料有机结合起来,建立测区的地质——地球物理模型,才能获得正确的地下地质结构模式。雷达资料的地质解释步骤一般为:⑴ 反射层拾取根据勘探孔与雷达图像的对比分析,建立各种地层的反射波组特征,而识别反射波组的标志为同相性、相似性与波形特征等。⑵ 时间剖面的解释在充分掌握区域地质资料,了解测区所处的地质结构背景的基础上,研究重要波组的特征及其相互关系,掌握重要波组的地质结构特征,其中要重点研究特征波的同相轴的变化趋势。特征波是指强振幅、能长距离连续追踪、波形稳定的反射波。同时还应分析时间剖面上的常见特殊波(如绕射波和断面波等),解释同相轴不连续带的原因等。下部架空时的图像,该剖面第三反射同相轴自剖面点4m处断开,形成“背斜”状的强反射层,此现象延续到剖面点8m处,此段浆砌石与下部土体分离导致架空,其范围与已知情况吻合。 通过雷达测试成果的地质解释共圈定出73处浆砌石存在不同程度的隐患或质量较差,这些隐患的类型一般为:①浆砌石厚度较薄;②浆砌石与下部土体分离形成架空;③浆砌石胶结不良或松散;④浆砌石出现裂缝等不良现象。 护砌整体质量较差的堤段多为年久失修严重,浆砌石与下部堤身土体接触差,多形成架(悬)空状态,造成护砌断裂、塌陷等不良现象较普遍,且多具一定规模。而造成上述现象存在的原因,笔者分析后认为浆砌石面存在许多缝隙,且砂浆质量差、少浆,下部又无防渗护层,堤身土体多由粉细砂组成,经降水入渗,粉细砂局部被冲刷淘失,在砌石与堤身土体之间形成空洞,并有继续扩大发展之趋势。该物探成果经开挖验证(见图4——开挖照片),完全符合客观实际,受到了甲方的赞誉。6 结语地质雷达以其高效快速、高精度在护险工程探测中能够发挥重要作用,取得了良好的应用效果,且对浅层或超浅层的工程探测中有着十分广阔的应用前景,然而地质雷达的探测深度和精度与所采用的天线频率有很大关系,天线的频率越低探测深度越大,则精度越低;而天线的频率越高,探测深度越浅,则精度越高。本次采用中心频率250MHz的天线进仅供参考,请自借鉴。希望对您有帮助。
快播,百度视频都有
有雷达的软件包括:迅雷云播、雷达下载、手机版百度影音、快播等。雷达下载是最近新出的一个综合性软件下载平台,不同的软件有不同的版本,如,安卓、苹果、电脑版本。详细请看:/?ex=hailing
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地质雷达在水利工程质量检测中的应用1 前言 地质雷达作为近十余年来发展起来的地球物理高新技术方法,以其分辨率高、定位准确、快速经济、灵活方便、剖面直观、实时图象显示等优点,备受广大工程技术人员的青睐。现已成功地应用于岩土工程勘察、工程质量无损检测、水文地质调查、矿产资源研究、生态环境检测、城市地下管网普查、文物及考古探测等众多领域,取得了显著的探测效果和社会经济效益,并在工程实践中不断完善和提高,必将在工程探测领域发挥着愈来愈重要的作用。而地质雷达技术用于堤防隐患的探测尚属初步阶段,通过广大物探技术人员的共同努力,达到了解和掌握不同隐患类型在雷达图像上的反映特征,在不断总结探测经验的基础上,提高异常的判断能力和精度,较确切地推定堤防工程隐患的性质和位置,以便指导有关管理单位加强堤防工程重点部位的维护和防范,提高和巩固堤防工程的运行周期和防洪能力。本文以永定河堤防工程护砌质量检测为实例,说明地质雷达技术在堤防工程探测中的应用情况,以此与同行进行切磋,推动堤防工程探测技术的发展,不妥之处,敬请批评指正。2 基本原理地质雷达与探空雷达相似,利用高频电磁波(主频为数十数百乃至数千兆赫)以宽频带短脉冲的形式,由地面通过发射天线(T)向地下发射,当它遇到地下地质体或介质分界面时发生反射,并返回地面,被放置在地表的接收天线(R)接收,并由主机记录下来,形成雷达剖面图。由于电磁波在介质中传播时,其路径、电磁波场强度以及波形将随所通过介质的电磁特性及其几何形态而发生变化。因此,根据接收到的电磁波特征,既波的旅行时间(亦称双程走时)、幅度、频率和波形等,通过雷达图像的处理和分析,可确定地下界面或目标体的空间位置或结构特征。雷达波(电磁波)在界面上的反射和透射遵循Snell定律。实际观测时,由于发射天线与接收天线的距离很近,所以其电磁场方向通常垂直于入射平面,并近似看作法向入射,反射脉冲信号的强度,与界面的反射系数和穿透介质的衰减系数有关,主要取决于周围介质与反射目的体的电导率和介电常数,对于以位移电流为主的介质,既大多数岩石介质属非磁性、非导电介质,常常满足σ/ωε<<1,于是衰减系数(β)的近似值为:既衰减系数与电导率(σ)及磁导率(μ)的平方根成正比,与介电常数(ε)的平方根成反比。而界面的反射系数为:式中Z为波阻抗,其表达式为:显然,电磁波在地层中的波阻抗值取决于地层特性参数和电磁波的频率。由此可见,电磁波的频率(ω=2πf)越高,波阻抗越大。对于雷达波常用频率范围(25~1000MHz),一般认为σ<<ωε,因而反射系数r可简写成:上式表明反射系数r主要取决于上下层介电常数差异。应用雷达记录的双程反射时间可以求得目的层的深度H:式中:t为目的层雷达波的反射时间;c为雷达波在真空中的传播速度(3m/ns);εr为目的层以上介质相对介电常数均值。3 工程概况北京市界内永定河左、右堤防于清朝乾隆年间修筑,后经数次维修和加固形成现有规模,主体为梯形,顶宽约10m,可见堤高约5~6m,堤内坡坡度为1:5~1:0,外坡相对较缓为1: 0~1: 5。堤身为人工堆积,主要由粉细砂(中下游段)、卵砾石(上游段)组成。介质构成复杂多变,分布不均,且处于包气带中,极为干燥。堤基为第四系全新统地层,岩性以粉细砂为主,下游段出现黑色淤泥质粘土夹层,层厚约7~0m。地下水位埋深(自地表计):卢沟桥附近约0m,至下游逐渐变浅,达省/市界附近(石佛寺)一带约0m。永定河卢沟桥下游至省/市界左、右堤防共划定险工段12处23段,分布在左堤约60Km和右堤约30Km范围内,其险工段内坡为浆砌石(厚约40cm——原设计标准)结合铅丝石笼构成的护砌,并于1964~1989年间营建,浆砌石护坡除可见堤身部分露出外,其余部分与铅丝石笼水平护底均埋于河滩滩地以下,一般为0~0m,外铺0m的铅丝石笼护底。这些险工段在历史上均有决口或抢险加固的记载。为满足北京市对永定河防洪设计的需要,保证该堤防渡汛万无一失,故进行地球物理勘探工作,以检测堤防工程的护砌质量,便于99年6月份之前进行加固处理。4 测试技术及资料处理为判断险工段堤内坡护险浆砌石质量的优劣,沿内坡坡脚布置一条雷达探测剖面,并按其走向连续测试。外业施测使用瑞典MALA地质仪器有限公司生产的RAMAC/GPR地质雷达系统,天线的中心频率为250MHz,收发天线的间距为6m。实测采用剖面法,且收发天线方向与测线方向平行。记录点距为2m,采样频率为3893MHz,单一记录迹线的采样点数为512,迭加次数为16,记录时窗为180ns,若取堤身土体的雷达波速为08~10m/ns,表层浆砌石的雷达波速为10~12m/ns,综合考虑该地层剖面特征,选取雷达波速中值为10m/ns,则此时该雷达系统的最小纵向分辨率为8~10cm。雷达资料的数据处理与地震反射法勘探数据处理基本相同,主要有:①滤波及时频变换处理;②自动时变增益或控制增益处理;③多次重复测量平均处理;④速度分析及雷达合成处理等,旨在优化数据资料,突出目的体、最大限度地减少外界干扰,为进一步解释提供清晰可辨的图像。处理后的雷达剖面图和地震反射的时间剖面图相似,可依据该图进行地质解释。5 成果分析地质雷达资料的地质解释是地质雷达探测的目的。由数据处理后的雷达图像,全面客观地分析各种雷达波组的特征(如波形、频率、强度等),尤其是反射波的波形及强度特征,通过同相轴的追踪,确定波组的地质意义,构制地质——地球物理解释模型,依据剖面解释获得整个测区的最终成果图。地质雷达资料反映的是地下地层的电磁特性(介电常数及电导率)的分布情况,要把地下介质的电磁特性分布转化为地质分布,必须把地质、钻探、地质雷达这三个方面的资料有机结合起来,建立测区的地质——地球物理模型,才能获得正确的地下地质结构模式。雷达资料的地质解释步骤一般为:⑴ 反射层拾取根据勘探孔与雷达图像的对比分析,建立各种地层的反射波组特征,而识别反射波组的标志为同相性、相似性与波形特征等。⑵ 时间剖面的解释在充分掌握区域地质资料,了解测区所处的地质结构背景的基础上,研究重要波组的特征及其相互关系,掌握重要波组的地质结构特征,其中要重点研究特征波的同相轴的变化趋势。特征波是指强振幅、能长距离连续追踪、波形稳定的反射波。同时还应分析时间剖面上的常见特殊波(如绕射波和断面波等),解释同相轴不连续带的原因等。下部架空时的图像,该剖面第三反射同相轴自剖面点4m处断开,形成“背斜”状的强反射层,此现象延续到剖面点8m处,此段浆砌石与下部土体分离导致架空,其范围与已知情况吻合。 通过雷达测试成果的地质解释共圈定出73处浆砌石存在不同程度的隐患或质量较差,这些隐患的类型一般为:①浆砌石厚度较薄;②浆砌石与下部土体分离形成架空;③浆砌石胶结不良或松散;④浆砌石出现裂缝等不良现象。 护砌整体质量较差的堤段多为年久失修严重,浆砌石与下部堤身土体接触差,多形成架(悬)空状态,造成护砌断裂、塌陷等不良现象较普遍,且多具一定规模。而造成上述现象存在的原因,笔者分析后认为浆砌石面存在许多缝隙,且砂浆质量差、少浆,下部又无防渗护层,堤身土体多由粉细砂组成,经降水入渗,粉细砂局部被冲刷淘失,在砌石与堤身土体之间形成空洞,并有继续扩大发展之趋势。该物探成果经开挖验证(见图4——开挖照片),完全符合客观实际,受到了甲方的赞誉。6 结语地质雷达以其高效快速、高精度在护险工程探测中能够发挥重要作用,取得了良好的应用效果,且对浅层或超浅层的工程探测中有着十分广阔的应用前景,然而地质雷达的探测深度和精度与所采用的天线频率有很大关系,天线的频率越低探测深度越大,则精度越低;而天线的频率越高,探测深度越浅,则精度越高。本次采用中心频率250MHz的天线进仅供参考,请自借鉴。希望对您有帮助。
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雷达简介雷达概念形成于20世纪初,在第二次世界大战前后获得飞速发展。雷达的工作原理,是设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。雷达分为连续波雷达和脉冲雷达两大类。脉冲雷达因容易实现精确测距,且接收回波是在发射脉冲休止期内,所以接收天线和发射天线可用同一副天线,因而在雷达发展中居主要地位。测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。当雷达和目标之间有相对运动时,雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,并有一定的穿透能力。因此,它不仅成为军事上必不可少的电子装备,而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。其空间分辨力可达几米到几十米,且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。
跟踪雷达在跟踪高速目标时,需要有足够快的反应速度,这不仅对它自身的硬件系统的实时性要求较高,而且对相应软件系统的实时性要求也较高。用实时操作系统VxWorks作为跟踪雷达系统中的操作系统,可以满足软件对实时性需求。本系统中,跟踪雷达各分机设备在相应处理计算机、控制计算机控制下协调工作,完成对目标的跟踪和测量雷达的引导,各分控计算机之间通过以太网接口相互通讯。跟踪雷达软件按功能分为主控、显示、信号处理、伺服控制、高频控制、光电控制六个子系统,分别对应不同的计算机。其中主控、信号处理、伺服控制、高频控制、光电控制子系统上都使用VxWorks操作系统,如图1所示。1VxWorks简介目前市场上比较闻名的实时操作系统有:VxWorks、pSoS、Nucleus、VRTX、WindowsCE、PalmOS、QNX、PowerTV、JavaOS、LynxOS等。其中,VxWorks是美国WRS公司推出的一个具有微内核、可裁剪的高性能强实时操作系统,在实时操作系统市场上处于领导地位。它在航空、广播、运输、医疗、自动化生产和科学研究等领域中有着广泛的应用,尤其是在国防和军事上一些高精尖技术及实时性要求极高的领域中,体现出了其优越的性能。在1997年4月发射的火星探测器上也使用到了VxWorks。VxWorks的主要特点VxWorks具有高度可剪裁的微内核结构,它需要的存储器空间大约为8KB~488KB、620B~29。3KB。可见VxWorks有着极好的可伸缩性,用户可以利用工具或直接修改内核源文件来配置内核。VxWorks能进行高效的多任务调度,它支持中断驱动的优先级抢占式调度和时间片轮转调度,并具有确定的、快速的上下文切换能力,确定的、微秒级的中断延迟时间。这些使得内核具有非常强的实时性。VxWorks应用程序开发除了性能出众的操作系统外,WRS公司还提供了优秀的实时操作系统开发工具Tornado。Tornado包含三个高度集成的组件:Tornado工具,一套强大的交叉开发工具;VxWorks实时操作系统;一整套主机-目标间的通讯选项,例如以太网、串行线路、在电路仿真和ROM仿真等。图2是Tornado开发系统组成框图,左边的框代表Tornado集成开发环境,它运行在开发主机上,可以基于WIN9x、WINNT、DIGITALUNIX等主机操作系统。本文介绍的内容都是基于WIN9x系统的。右边的框代表目标机,目标机支持的CPU类型有MC680x0、PowerPc、SPARC、SPARClite、i960、x86、R3000、R4000、R4650等。目标机上运行VxWorks实时操作系统,其上层运行用户应用程序。Tornado集成了用于VxWorks应用程序开发和调试的各种工具。开发者在主机系统里,利用这个集成环境组织、编写、编译和调试应用程序,然后下载到目标机上运行、调试。编译在主机上完成,测试、调试需要主机目标机协调完成,流程如图3所示。2VxWorks在信号处理子系统中的应用信号处理子系统采用摩托罗位的COMPACTPCI计算机,它的CPU为PII233MMX。该信号处理子系统的主要任务是通过网络接收来自主控子系统的数据和命令,传送给信号处理板;并且还要读取信号处理板的处理结果,将其通过网络传送给主控子系统和显示子系统。信号处理子系统软件可分为两部分:一是驱动程序,负责对信号处理板的初始化、配置和访问,另外用中断方式来响应信号处理板;二是网络通讯程序,负责与主控机握手、接收数据报文和发送数据报文。它的组成如图4所示,当信号处理板产生数据后,发出一次中断,中断服务程序触发发送进程读取信号处理板上的数据,然后发送给网络。网络通讯程序主要由五个并发的进程组成:poopClient、BDPReceive、intProc20ms、intProcGate和messageHandle。PoopClient进行负责和主控子系统握手,获取主控机信息,以及传送本子系统信息。BDPReceive进程接收网络数据,然后送给messageHandle进程,经处理后再送到信号处理板上。IntProc20ms和intProcGate进程从信号处理板中读出数据,然后发送到网络中去。
雷达简介雷达概念形成于20世纪初,在第二次世界大战前后获得飞速发展。雷达的工作原理,是设备的发射机通过天线把电磁波能量射向空间某一方向,处在此方向上的物体反射碰到的电磁波;雷达天线接收此反射波,送至接收设备进行处理,提取有关该物体的某些信息(目标物体至雷达的距离,距离变化率或径向速度、方位、高度等)。雷达分为连续波雷达和脉冲雷达两大类。脉冲雷达因容易实现精确测距,且接收回波是在发射脉冲休止期内,所以接收天线和发射天线可用同一副天线,因而在雷达发展中居主要地位。测量距离实际是测量发射脉冲与回波脉冲之间的时间差,因电磁波以光速传播,据此就能换算成目标的精确距离。目标方位是利用天线的尖锐方位波束测量。仰角靠窄的仰角波束测量。根据仰角和距离就能计算出目标高度。当雷达和目标之间有相对运动时,雷达接收到的目标回波频率与雷达发射频率不同,两者的差值称为多普勒频率。从多普勒频率中可提取的主要信息之一是雷达与目标之间的距离变化率。当目标与干扰杂波同时存在于雷达的同一空间分辨单元内时,雷达利用它们之间多普勒频率的不同能从干扰杂波中检测和跟踪目标。雷达的优点是白天黑夜均能探测远距离的目标,且不受雾、云和雨的阻挡,具有全天候、全天时的特点,并有一定的穿透能力。因此,它不仅成为军事上必不可少的电子装备,而且广泛应用于社会经济发展(如气象预报、资源探测、环境监测等)和科学研究(天体研究、大气物理、电离层结构研究等)。星载和机载合成孔径雷达已经成为当今遥感中十分重要的传感器。其空间分辨力可达几米到几十米,且与距离无关。雷达在洪水监测、海冰监测、土壤湿度调查、森林资源清查、地质调查等方面显示了很好的应用潜力。
1962年开始发表作品。1980年加入中国作家协会。著有论文集《小说艺术探胜》《蜕变与新潮》《文学的青春》《民族灵魂的重铸》《传统的创化》《文学活着》《思潮与文体》等共八部,二百六十万字。著有散文集《缩略时代》《雷达散文》《雷达自选集》等,以及杂著《雷达〈白鹿原〉评点本》等。其多部论著和多篇论文如《灵性激活历史》《为什么需要和需要什么》《思潮与文体》等获得中国文联文艺评论奖、中国当代文学优秀科研奖、上海文学奖、北京文学奖、钟山文学奖、《作家》杂志奖,昆仑文学奖等。其散文《依奇克里克》《蔓丝藕拾》《王府大街64号》等获全国报纸副刊银奖,铁人文学奖,中华文学选刊奖,并有多篇被选入百年经典散文选本。独立主编或共同主编了大型图书《中国现当代文学通史》,《现代中国文学精品文库》,《中国新时期文学研究资料汇编》等。2007年,论文《当前文学创作症候分析》获得了第四届鲁迅文学奖理论批评奖。 多年来,在《文学评论》《光明日报》《文艺研究》《文艺报》《文学报》《当代作家评论》《小说评论》《小说选刊》《文汇报》等专业性报刊发表大量论文和评论,约四百万字。出版论文集七部,散文集二部,并获得多项奖励。现将主要著作、获奖情况及相关评论开列如下:一、 论文集《小说艺术探胜》22万字,湖南人民出版社1982年5月第一版,同年12月再版。此书包含对王蒙,高晓声,陆文夫,张贤亮等作家作品的研究文章35篇。由孔罗荪先生作序《评论在发展__序小说艺术探胜》。二、 论文集《文学的青春》24万字,湖南人民出版社1985年1月出版。此书含“报告文学的勃兴与嬗变”“短篇小说的时代声音”等论文评论家33篇。此书获中国当代文学研究会优秀科研奖(附证书)三、 论文集《蜕变与新潮》30万字,中国文联出版公司1987年2月出版,此书含“论创作主体的多样化趋势”“演变中的小说观念”“人的觉醒与把封建主题的推衍”等论文和评论35篇。该书获中国当代文学研究会优秀科研奖(附证书)四、 论文集《传统的创化》陕西人民出版社1992年8月出版,34万字。含“现实主义的发展”“对文化背景与哲学意识的渴望”“动荡的低谷”等论文和评论44篇。五、 论文集《民族灵魂的重铸》,35万字,中国工人出版社1992年7月出版,95年6月再版。此书含“民族灵魂的发现与重铸__新时期文学论纲”(此文曾被《文学评论》编者按称为“一家之言”)“灵性激活历史”(此文曾获《上海文学》奖)等论文与重要作品评论40篇。此书获当代文学研究会优秀科研表彰奖(附证书)。(已寄样书)六、 论文集《文学活着》25万字,人民文学出版社1995年8月出版。系陈荒煤、冯牧主编的文学评论家丛书之一种。内含一组集中评论重要长篇小说的论文,如关于《白鹿原》《古船》《废都》《少年天子》《平凡的世界》《红高梁家族》等的论文。此书获当代文学研究会表彰奖。七、 论文集《思潮与文体__20世纪末小说观察》,四十万字,人民文学出版社2002年5月出版。此书收90年代后期的论文80余篇。八、《雷达自选集》文论卷,四十万字九、《雷达自选集》散文卷,三十万字 山东文艺出版社2006年10月 1.从生存相到生活化(1993、5期新华文摘转载,12000字)2、《转型中的文学》(《中华文学选刊》95、2《新华文摘》95、4期转载,15000字)3、论当今小说的精神走向(中华文学选刊96、2,新华文摘96、5转载,20000字)4、人文精神质疑(光明日报95、7、19新华文摘96、1转载,8000字)5、思潮与文体__对近年小说流向的一种考察(文学报2001、7、5,11000字)6、强化时代体验(光明日报96、10、24,5000字)7、关于现实主义品格(光明日报98、3、26,8000字)8、现实主义冲击波及其局限(文学报96、7。855期。6000字)9、渴望精神的飞翔__对新世纪文学的几点思索(文汇报2001、1、22中华文学选刊转载)10、《第三次高潮__90年代长篇小说述要》(《小说评论》2001、3期,18000字)11、《为什么需要和需要什么》(北京文学2002年月11期,新华文摘全文转载)12、《当今文学审美趋向辨析》(光明日报2004年6月分上下两次发表,《新华文摘》同年16期全文转载)13、《当前文学创作症侯分析》(光明日报2006年7月5日,新华文摘全文转载)14、《浩然,十七年文学的最后一个歌者》(光明日报2008发表,新华文摘2008年月日11期转载)15、《新世纪文学的精神生态》(解放日报发表,2007年新华文摘全文转载)获奖、转载情况与相关评论: 近二十年间,有22篇论文被》《新华文摘》全文转裁,被人大复印资料转载的更多,未作详细统计。论文集《文学的青春》《蜕变与新潮》《民族灵魂的重铸》《文学活着》均获中国当代文学研究会优秀科研奖或表彰奖。论文集《思潮与文体》获第九届优秀科研奖论文《灵性激活历史》获88年《上海文学》奖。论文《植根于湘西大地》获首届“芙蓉”文学奖论文《徐怀中风格论》获《昆仑》文学奖论文《四重境界》获《钟山》文学奖论文《为什么需要和需要什么》获北京文学奖论文《北国的活力》获第二届《作家》奖论文《寻求超越》获北京日报头条征文优秀奖论文《思潮与文体》获第二届中国文联全国文艺评奖二等奖论文《为什么需要和需要什么》获北京文学奖论文《论戏剧创作中的文学性问题》获第四届中国文联全国文艺评论二等奖论文《当前文学创作症侯分析》获第四届鲁迅文学奖优秀理论批评奖散文《蔓丝藕实》获中华文学选刊一等奖散文《依奇克里克》获全国报纸副刊大奖银奖散文《乘沙漠车记》等获第二届铁人文学奖荣誉奖 《20世纪中国文学批评史》(陈剑晖宋剑华主编,海南出版社出版)有专节论述。《中华文学通史》第十卷第八章“新时期活跃的理论评论家”第二节为“小说研究与雷达、曾镇南”,关于雷达的论述约三千字。此书共十卷由中国社科院编著,华艺出版社出版。孔罗荪《评论在发展__序雷达评论集》唐挚《雷达印象》吴文科《小说评论与思想漫步__读雷达评论》白烨《个性、活力、深度__评雷达的小说研究》李星《小说园地的辛勤耕耘者》朱向前《旋转在中国文坛的雷达_雷达文学评论论纲》 《缩略时代》中央编译出版社97年1月出版。《雷达散文》浙江文艺出版社99年12月出版。有关雷达的散文的评论较多,约20余篇。雷达的多篇散文被选入百年经典的权威选本,此处不再论列。
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