0SIR20 用户手册 REVA.docx
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0SIR20用户手册REVA
SIRveyorSIR-20用户手册
劳雷公司
2005年1月
目录
第一部分:
启动和基本项目的安装1
1.1系统启动1
1.2软件和新项目设置1
1.3创建新项目5
1.4打开已存在的项目文件12
1.5运行当前的项目文件14
第二部分:
数据采集格式15
2.1单一的二维文件格式15
2.2数据采集——三维文件格式17
2.3做超三维分析需补充的数据采集步骤22
附录A:
SIRveyor技术规格23
附录B:
SIRveyor用于数据采集的电源和配置25
附录C:
采样道排列形式29
附录D:
装好的SIR-20配置31
附录E:
创建和编辑宏命令37
附录F:
在SIR-20上使用通用雷达39
附录G:
普通材料的介电值和术语集41
术语集42
附录H:
数据处理和成像44
附录I:
SIRveyor命令按钮46
第一部分:
启动和基本项目的安装
SIRveyorSIR20是有2个硬件道(天线),4个记录道的高性能地质雷达(GPR)系统。
SIRveyor被用来记录、处理和显示地下特征的剖面和三维图象(如果有三维格式采集的资料)。
该系统配有标准的GSSI天线,能被用于各种应用领域,来解决复杂的地下探测问题和构造探测问题。
SIRveyor允许我们:
●采集:
由一个天线采集到4道的数据
由两个天线采集到4道的数据
二维格式的单一剖面
三维格式数据的采集
●野外处理数据
●复查和显示二维剖面或三维格式的野外数据,
1.1系统启动
1、把选择的电源连接到SIRveyorSIR-20设备上(当只有掌上电脑电池时系统不运行)
2、接通计算机;开关位于以太网连接器后边计算机右部的后面。
3、一旦计算机接通,并且SIR-20已插入,则系统就运行。
4、过几分钟,显示器灯将闪两下,然后就保持稳定了。
更多的信息请查附录B。
1.2软件和新项目设置
先打开RADAN系统信息屏幕,就可找到软件版本和序列号。
该屏幕将在30秒后消失,或点击鼠标左键跳到下一屏幕。
为了采集数据,特别设置了SIRveyor的快捷键。
虽然RADAN软件屏幕和SIRveyor的屏幕好象相同,但两者的配置是不同的,因而数据不能通过RADAN快捷键采集。
目录、长度和数据库的系统设置
这些命令使你能安装系统,以便在新地区收集数据。
如果你希望继续做先前的项目,就跳到1.4部分打开存在的项目文件。
否则,就按以下步骤进行。
第一步是设置数据目录。
对每个工区或每项工作创建新的数据目录,会使管理数据更容易。
应该先指定一个单独的输出目录路径,以便让软件将已处理的数据放到该输出目录。
1、设置文件信息选择视窗>Customize(用户自选)。
2、
选择目录表,然后设置源目录和输出目录。
注释:
Customize——用户自选
Directories——目录
Appearance——状态,外观
Database——数据库
LinearUnits——长度
Source——源目录
Output——输出目录
OK——确定
Cancel——取消
Apply——应用
Help——帮助
3、
选择长度列表,然后设置想要的单位。
注释:
Customize——用户自选
Directories——目录
Appearance——状态,外观
Database——数据库
LinearUnits——长度
Vertical——垂直
Horizontal——水平
OK——确定
Cancel——取消
Apply——应用
Help——帮助
METER——米
CM——厘米
INCH——英寸
FOOT——英尺
YARD——码
4、选择数据库列表,然后点击要选择的临时数据库标记选项。
注释:
NoMarkersInformaion——无标记的信息
TemporaryMarkersDatabase——临时标记数据库
PermanentMarkersDatabase——永久标记数据库
Customize——用户自选
Directories——目录
Appearance——状态,外观
Database——数据库
LinearUnits——长度
OK——确定
Cancel——取消
Apply——应用
Help——帮助
5、一旦正确地设置了这些软件参数,就继续到下一节完成新项目的设置。
注释:
Step1CreateNewProject——第一步创建新项目
Step2CreateNewProjectfile——第二步创建新项目文件
3DProjectFile——三维项目文件
Step3DataCollectionMode——第三步数据采集模式
Step4DataCollectionParameters——第四步数据采集参数
Step5AttachMacro——第五步附加宏
Step6SettingReview–SystemInitialization——第六步设置复查——系统初始化
Step7Run——运行Save&Stop——保存和停止Delete&Stop——删除和停止
1.3创建新项目
第一步:
创建新项目
为了开始一个新项目,选择FILE菜单下的New或点击NewCollect。
对一个新的三维项目,必须点击Create3DFile,请参阅2.2节。
第二步:
创建新项目文件
1、进入项目文件名。
在合适的输入框内键入唯一的项目文件名,然后点击Save保存。
●
如果已经存在一个相同文件名的文件,则将提醒你取代老的文件或改变为新文件名。
(注释:
位于该窗口底部的CollectDataFiles命令框会自动检查,它不能被关闭。
)
注释:
CreateNewDataCollectionProject——创建新的数据采集项目
“1.Typeprojectname”——键入项目名
“2.Save”——保存
2、在点击Save后,项目信息对话框就会打开,见下图.
注释:
ProjectInformation——项目信息
“1.Checkpath”——核对路径
“2.Change,ifrequired”——如果需要,就改变
“3.Allwhitefieldsareoptional”——所有空白的方框都是任选的
“4.ClickOK”——点击OK
3、该窗口允许我们检查文件在计算机里被保存的位置(路径).也允许设置测量时间,题目,和任何能在处理或解释期间起帮助作用的注释.这些区域(字段)都是可选择的.
4、点击OK,SelectDataCollectMode对话框就打开了.
第三步:
数据采集模式
数据采集模式对话控制着数据被采集的方式。
●FreeRun——连续采集数据
●PointMode——点测
●SurveyWheel——测量轮
●GPSLog——参见附录F
注释:
测量轮除了为三维成像采集数据外,还必须与构造扫描系统一起来使用。
FreeRun:
数据是基于设置在文件宏中的每秒扫描时间和次数来采集的。
即使处于稳定状态,只要叉杆开关是压下的,天线就总是不断进行采集。
PointMode:
随着选择叠加,扫描数是被单个收集的。
SurveyWheel:
数据是基于测量轮的旋转而采集的,测量轮的旋转是随着你设置的采样率而变化的。
不旋转,就不采集。
Calibrate:
为了在不规则界面上得到准确的数据采样,就需对测量轮能够进行校正。
EnableGPSlog:
将GPS数据(通用雷达数据)录制在笔记本计算机中的一个文件中,该文件是与GPR.dzt文件分开的。
来自GPR数据的扫描数被输出,然后把它并入GPS数据。
CalibrateSurveyWheel:
为了把测量轮调节到草地或不平坦地带那样的不同测量界面,要求必须对测量轮做标定。
在理想条件下(平坦、光滑界面、新轮子)的标定数字如下。
若不正确,你的距离计算将是较差的(较远的)。
对测量轮的默认设置为:
模型611(35/6英尺的轮):
每米2000个信号
每英尺609.6个信号
模型620(16英寸的轮):
每米417个信号
每英尺127个信号
标定测量轮:
1.点击标定按钮.
在测量界面上测量一个固定距离,至少10英尺或3米。
注释:
SelectPositioningSystem——选择定位系统
Calibrate——标定
2.把天线的中心放在0位置(只要
在起点和停止点是相同的,天线的任何部分都可以采用)。
(注释:
SurveyWheelCalibration——测量轮标定)
3.点击开始.
测量标定线
开始完成
4.把天线拉出该距离的长度.
5.点击完成.
6.点击Save保存.
7.
一旦标定过程完成,每单位的
信号数就出现了.
8.重复几次以确信结果..
第四步:
设置数据采集参数.
图注释:
DataCollectionParameters——数据采集参数TransmitRate——发射率
数据采集参数(该图用于二维采集。
三维采集的参见2.2节)
1——ConfigurationType(排列类型):
天线选择方式有默认设置,用户设置。
在项目头设置天线名。
2——ConfigurationName(排列名称):
为多级记录道数据采集选择记录道,同时选择多级天线。
()
3——#ofChannels:
为采集数据所选择的道号。
4——Samples/scan:
每次扫描所采集到的样品数,这些选择要预先设置。
5——Scans/second:
每秒钟采集到的扫描数,它控制着系统的速度。
6——DielectricConstant:
被测量的介电值控制着深度刻度的精确度。
7——Scans/unit(ftorm):
使用测量轮时的数据采样率。
8——Unit/mark:
当使用测量轮时,每X英尺/米所自动插入的标号。
9——AntennaName(天线名):
为多道数据采集选择天线。
10——Transmitter(发射器):
为每道采集到的数据,指定发射器的位置。
11——Receiver(接收器):
为每道采集到的数据,指定接收器的位置。
12——用于发射器/接收器(天线)1的连接器。
13——用于发射器/接收器(天线)2的连接器。
14——对每道采集的数据,道列表中显示出了发射器和接收器的排列形式。
数据采样:
特征4到特征8使你能指定数据采集的采样率。
基于测量类型,目标,和测量模式(自由式,点测式或测量轮式),这些特征可以被调节到最适合项目目的。
排列(配置)类型:
一张天线频率列表,可用来识别选那一个天线来做测量。
排列(配置)名称(选择天线):
在数据采集中天线数目的预先选择。
发射率:
固定在100KHz.
道的选择(天线名/发射率):
可以有1,2或4个数据道,一个或两个天线。
一个天线包括一个T(发射器)和一个R(接收器)。
对每个数据道,你选择一个T和一个R。
附录C中提供了一些例子。
对使用一个天线的,系统自动默认单道操作。
第五步:
加上宏
简单来说,一个宏指令正好是指一张已保存的参数表,系统将在采集期间把这些参数应用到整个数据集中。
这些参数包括滤波、信号范围、信号位置和增益。
宏指令的使用意味着对普通测量环境做了流线型的设置,宏指令是完全可编辑的。
对宏指令的详细讨论和如何编辑,请参阅附录E。
对正常测量条件,选择一个预先设置的宏指令。
这些预先设置的参数也出现在附录D中。
1.打开一个预先设置的宏指令,从打开宏指令的窗口中选择适合当前天线的的宏指令。
●GSSI有各种预先设置的项目文件,可以通过以下路径容易看到:
C:
\ProgramFiles\GSSI\RADANNT\RADANDAT\FixedSIR20Setups.
●从附录D可看到一张固定设置的参数列表。
一旦按这张表设置了,系统将把信号标定到所选择的一套设置上。
注释:
FixedSIR-20Setups——固定的SIR-20设置
File——文件Edit——编辑View——视图Favorites——适用
Tools——工具Help——帮助Folders——文件夹
2.复查宏指令配备。
一旦你已选择了一个宏指令,则天线将先初始化,你将看到一个被描述的扫描。
此时你可利用下面的功能调节宏指令参数。
定位\测程:
定位:
天线初始的接地耦合时间。
这是通过来自雷达系统的初始脉冲以纳秒形式测量的。
测程:
从天线到一个目标体或其它物体的往返总旅行时间。
确定所显示的和记录的(0-8000纳秒)时间量。
增加这个范围将允许进行更深部的数据采集。
测程增益:
也称为时间增益控制或时变谱益。
通过改变放大器的放大或衰减来补偿随深度变化造成的信号强度的衰减。
滤波器:
有限脉冲响应(FIR)滤波器:
它是一个将有限长度函数(矩形函数,三角形函数)应用到数据中的一个数字信号处理函数。
用对应的滤波值去乘每个数据值,然后与原数据加在一起。
这些滤波器没有相移。
无限脉冲响应(IIR)滤波器:
它是一个能仿真某一模拟滤波函数的数字信号处理函数。
这些滤波有一些相移,这会造成时间上的轻微偏移。
水平滤波器:
减小穿过相邻扫描间位于通频带外面的信号。
垂直滤波器:
减小每个单一扫描位于通频带外面的信号。
低通滤波器:
它是一个允许低于某一截止频率值的频率通过,同时减少较高频率通过的滤波器。
它与高阻滤波器是相同的。
当量程被设置在天线的界限附近或采用大量的增益时,经常会出现“象雪似的”噪音,需要去掉。
高通滤波器:
它是一个允许高于某一截止频率值的频率通过,同时减少较低频率通过的滤波器。
去掉导致天线振铃的水平带。
静态叠加:
该功能对预制的扫描数做平均,然后输出一个单独的扫描。
若你静态叠加10个扫描,则输出数据将以十分之一那样快的速度出现,把随机噪音减小10的平方根。
静态叠加采集一个许多次扫描的平均值,然后从所有后续的扫描中减去这个固定是平均值。
该功能对检查由大的固定反射引起的小变化很有用。
注释:
这能较大地减慢数据采集的速度。
1.为了采集背景数据,点击CollectBackground。
2.
几秒后,点击相同的按钮,现在就可读出要消除的起始背景值(StartBackgroundRemoval).
3.
由此产生的图象减去来自每个扫描的信号平均噪音。
4.一旦宏指令参数是令人满意的,点击Run开始采集数据。
1.4打开已存在的项目文件
通过点击OpenFile和由任何目录选择一个已存在的项目文件来打开预先设置的项目文件,并且直接采集数据。
⏹在数据采集开始前设置默认源文件和输出文件路径是很有帮助的。
⏹预置可能是用户由前一次测量设置的,或者可能是GSSI工厂预置的其中之一。
⏹如果需要的话,宏命令能够通过选择Process>Macro来改变或编辑。
⏹对屏幕显示、位置/量程、量程增益、IIR滤波、FIR滤波和静态滤波也能做些改变。
参见前一节和附录E可获得更多有关宏指令和设置的信息。
注释:
若要再调用以前用测量轮已采集到的项目,则总是再检查其测量刻度。
如果你正在使用的根本不是你以前采集数据时所用的相同的、确切的、实际的测量轮,你就必须重新把它刻度到新的测量轮上。
图注释:
OpenExistingProject——打开已存在的项目
OpenExistingProjectFile——打开已存在的项目文件
EditProjectFile——编辑项目文件
1.5运行当前的项目文件
在建立或再调用初始项目文件,并且采集到了一个数据文件之后,就可简单地点击RunProject按钮用相同的设置参数继续采集数据文件。
●如果你已设置了项目参数,但没有采集任何数据,则系统不保存那些项目参数,你还需要再设置系统。
●若想继续做以前的一个测量,或在同一地区实施一个新的测量,则再调用该地区以前的测量是很有用的。
●再重复一次,可以通过选择Process>Macro改变或编辑宏指令。
●对屏幕显示、位置/量程、量程增益、IIR滤波、FIR滤波和静态滤波也能做些改变。
注释:
若要再调用以前用测量轮已采集到的项目,则总是再检查其测量刻度。
如果你正在使用的根本不是你以前采集数据时所用的相同的、确切的、实际的测量轮,你就必须重新把它刻度到新的测量轮上。
注释:
RunCurrentProject——运行当前项目
第二部分:
数据采集格式
2.1单一的二维文件格式
在完成前面1.1的1-7步后,SIRveyor(仪器)根据对所选择的天线选择的参数和对该天线正下方测量物质所选择的参数作了初始化。
你现在就准备开始采集数据吧。
你将会看到在屏幕上出现一个“钟”,它将计数大约10秒钟,发出几次嘟嘟声,然后你就将看到一个扫描窗。
创建新文件和设置数据采集参数
为了再检查,根据1.1节的指导选择数据采集参数。
1.创建新的数据采集项目。
2.输入项目信息。
3.选择定位系统。
4.选择数据采集参数。
5.选择一个宏指令。
6.在活动窗中再检查设置。
开始采集数据
1.点击Run。
数据是根据定位系统(连续、点测或测量轮)采集的。
●以连续采集或点测采集的数据在采集期间能够通过点击暂停按钮而被暂停,然后向前进或向后退做特征研究。
然后继续进行数据采集。
●为了再开始采集数据,先确认天线是处于点击暂停按钮时的同一位置,然后点击Run,数据采集将重新开始。
注释:
该SIRveyor(仪器)带有一个音频功能,如果你在数据采集期间跳过了2个或更多个扫描,该仪器将通过声音警告你。
如果跳过了扫描,该SIRveyor(仪器)就在所采集的两次离得最近的数据扫描间做内插。
这是通过放慢测量速度,增加每秒的扫描数实现,或者减小单位距离的扫描数以采集不太密集的数据来实现。
插入标记
通过点击Mark按钮,点击位于天线上(看下面)的物理标记按钮,或者点击已插入到SIR-20前面板的一个标记来插入标记。
这部分只与美国用户有关:
GSSI天线使用了一种特殊标记的开关。
它有一套闭锁装置开关和一个独立的标记按钮。
·联邦通讯委员会(FCC)要求当操作者停止与系统互相配合10秒时,发射器就要被关闭。
这也将关闭你已经获得的数据文件。
因而,你需要始终保持红色的“kill”开关在被压下的手柄上。
●释放手柄2-10秒会暂停数据的采集。
处于暂停模式的数据采集能够通过瞬间压下标记按钮而重新启动。
●给数据增加标记是通过把按钮压到手柄的末端来实现的,或是通过快速释放和压下KILL开关来实现。
标记按钮。
压紧给数据增加标记。
红色的“KILL”开关。
在标定和数据采集期间必须压下。
备份光标:
仅随测量轮一起使用
把天线与测量轮一起沿着刚才已采集数据的测量线移动回去。
你将看到一个垂直(距离)光标随着你移动天线而移动,这使得容易在野外做特征标记。
·当点击鼠标左键时,光标坐标系就显示在显示器下部的右拐角。
距离坐标是处于天线中心的位置。
深度坐标将随着光标在窗口内垂直移动而变化。
关闭和保存一个数据文件
为关闭一个数据文件就点击Stop按钮。
这将自动地将文件保存到你指定的输出文件中。
为关闭一个数据文件但不保存该数据,则点击DeleteData按钮。
有一个窗口将会提醒你说:
当前的雷达数据文件将被除去,并请求继续。
一旦关闭了数据文件,(自动出现)在项目菜单中的项目文件也必须被关闭。
注释:
CloseProject——关闭项目
2.2数据采集——三维文件格式
用这种格式采集的数据能够被用于在任选的GSSI3-DQuickDraw软件模块中创建时间切片或创建数据的三维立方体。
注释:
如果测量的目的是为了采集数据,以便用3-DQuickDraw中的GSSISuper3D模块做分析,则请注意本节末端部分的附加步骤。
定义一个三维项目。
1.遵循以上(数据采集)的除了步骤2之外的相同用法说明,但你必须核对选准Create3DFile的框。
注释:
3Dfilebox——三维文件框
2.完成项目信息的输入。
3.选择定位系统——必须是测量轮。
4.设置数据采集参数。
5.除了在数据采集参数窗中的配置设置外,必须建立三维网格化的测量区域几何形态。
这对要求计算机将这些测量剖面正确地放到它们合适的地形位置中是很有必要的。
1-每单位(米或英尺)的扫描数:
数据采样率。
2-横切间距:
在Y轴上位于横切间的间距。
3-自动增益水平:
当增益被自动设置为0。
5时额定信号对饱和水平的比率是个好的名义数。
如果在不同地形上测量产生的信号中存在很大的变化,则你可能需要试一下稍微较小一点的数。
4-对X轴的网格参数:
对X轴的最小坐标和最大坐标,或横切长度。
5-对Y轴的网格参数:
对Y轴的最小坐标和最大坐标。
6-测量网格设计:
设置网格参数的图形和坐标。
6.输入以上选项的合适参数,然后点击ApplyRegularGrid.
7.下一步,点击ConfigurationTab(排列形式列表)象1.1章那样设置设置天线的排列。
注释:
在三维数据采集模式中,数据是沿着X轴的一个方向(网格南到北)和横切Y轴增量来采集的。
8.打开宏指令。
9.检查在活动窗中的设置。
开始采集数据
一旦为数据采集设置好了所有参数,在屏幕上将会出现两个窗口。
一个窗口显示地质雷达(GPR)数据,另一个窗口则显示天线的定位,它描述了选定的测量网格和天线位置。
天线位置窗口
数据采集开始于网格的(0,0)点(它位于网格下部的右拐角处),并由此向网格的方向北移动。
1.红箭头是用箭头放置在要采集的横断面的开头。
2.点击Set按钮,等到它变绿。
3.点击Run开始采集数据。
·许多或所有的点(它们代表了要采集的扫描)将会随着天线移过网格而消失。
当一些点不从剖面线上消失时,也不用报警。
4.一旦天线通过了测量横断面的最大X坐标时,该天线就会停止采集数据了。
5.回到X最小值的位置,下一个横断面就从这里开始。
此时Set按钮为红色。
6.在适当位置用箭头按钮将天线图象放置在合适的横断面上后,然后点击Set。
7.等到Set按钮变成绿色后,就开始采集数据。
8.重复下去直到完成网格的测量。
(Run不需要再被点击)
·如果你对一些横断面的数据不满意,你可以重复任何你想要重复的横断面,方法就是简单地把天线放置在该横断面要重复的开头,采用箭头按钮将天线图象放置在要重复测量的横断面上的测量网格窗口内,然后点击Set。
一旦Set按钮呈绿色,就重新采集该横断面。
该端面的原测量数据将会被改写。
·按顺序采集网格数据是最好的。
如果不能按顺序,我们也可按任何顺
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