3.6　铁路车载探地雷达的测量参数

3.6.1　采样时窗的选择

探地雷达的采样时窗是指一个扫描线上从第一个数据开始到最后一个数据的时间长度。时窗长度的选择主要取决于所要探测的最大深度D和电磁波在所要探测的介质中的传播速度v。

已知所要探测的最大深度和电磁波在所要探测的介质中的传播速度，探地雷达的采样时窗W由下式计算：

目前，铁路车载探地雷达常用的天线中心频率为1～2.5GHz的高频天线，探测最大深度为1m，电磁波所要探测的介质中的传播速度为0.13～0.14m/ns，一般时窗长度为18～20ns；天线中心频率为300～500MHz的中频天线，探测最大深度为3m，电磁波在所要探测的介质中的传播速度为0.13～0.14m/ns，选择时窗长度为55～60ns。

3.6.2　采样率的选择

样点间的时间，有时也称为时间测试精度。样点间的时间的倒数是采样频率，它应当满足采样定律。按照Nyquist定律，采样率至少要达到天线中心频率的3倍，一般建议采样频率为天线中心频率fc（MHz）的6倍。采样间隔Δt（ns）为

若fc=300MHz，Δt=0.56ns，满足采样定理的采样频率fs=1.8GHz。

一般铁路车载探地雷达每个扫描线上常用512个数据点，对于1GHz高频天线，样点间的时间Δt=20/512=0.04ns=40 ps，采样频率fs=1/Δt=25000MHz=25GHz，远大于中心频率的6倍（6GHz）。

对于300MHz中频天线，样点间的时间Δt=60/512=0.117ns=117 ps，采样频率fs=1/Δt=8547MHz=8.547GHz，远大于中心频率的6倍（1.8GHz）。

3.6.3　探地雷达的扫描速率

根据铁路路基测试的要求，必须满足铁路车载探地雷达的采集密度，因此，必须了解探地雷达的扫描速率，然后才能确定铁路车载探地雷达的测试速度。

按照前述采集密度，每米需要20个扫描线，每个扫描线上有512个数据点，每米需要采样点数约10240个。表3.3按照每米20个扫描线计算出探地雷达的技术指标。

车载探地雷达的测试速度与测点的密度、探地雷达的扫描速率以及所用的通道数有关。当剖面上两个测点间隔一定时，探地雷达的扫描速率越高，探地雷达测试速度越高。

表3.3　测试速度与脉冲重复频率之间的关系

探地雷达系统的扫描速率与探地雷达系统的脉冲重复频率有关。探地雷达系统的脉冲重复频率越高，探地雷达系统的扫描速率越高。一般，地质勘探用探地雷达系统为单通道，脉冲重复频率为50～100KHz，测试速度在40km/h以下。