Spatial resolution enhancement of rotational-radar subsurface datasets using combined processing method
Spatial resolution enhancement of rotational-radar subsurface datasets using combined processing method
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利用组合处理方法增强旋转雷达地下数据集的空间分辨率
DOI：
10.1088/1742-6596/2090/1/012001
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
McDonald T
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
McDonald T
铁路隧道地下特征（如空洞、公用设施）的有效可视化提供了对结构健康状况的关键洞察，并为基本的有针对性的预测性维护规划奠定了基础。这里的地下可视化利用旋转探地雷达天线系统进行360点云数据捕获。这项技术是由我们的行业合作伙伴Railview Ltd构建的，需要开发互补的信号处理算法来改进特征定位。这项工作的主要新颖之处在于将Shrestha和Arai的组合处理方法（CPM）扩展到360个探地雷达（360GPR）数据集，首次应用于铁路隧道结构健康检查。通过旋转天线扫描隧道侧壁测试段（具有预定目标几何形状），实现了CPM增强的初始实验采集样本旋转样条。接下来，频率数据分别进行快速反傅立叶变换（IFFT）和多信号分类（MUSIC）处理以恢复时间响应。为MUSIC和两个相关的空间平滑算法明确提供了数值实现步骤，以解决该领域已识别的信息缺陷。所描述的IFFT振幅通过CPM关系与MUSIC的高空间分辨率相结合。最后，对时间响应进行了定性和定量比较，证明了CPM的显著增强能力。
Effective visualisation of railway tunnel subsurface features (eg voids, utilities) provides critical insight into structural health and underpins planning of essential targeted predictive maintenance. Subsurface visualisation here utilises a rotating ground penetrating radar antenna system for 360 point cloud data capture. This technology has been constructed by our industry partner Railview Ltd, and requires the development of complimentary signal processing algorithms to improve feature localisation. The main novelty of this work is extension of Shrestha and Arai's Combined Processing Method (CPM) to 360 Ground Penetrating Radar (360GPR) datasets, for first-time application in the context of railway tunnel structural health inspection. Initial experimental acquisition of a sample rotational transect for CPM enhancement is achieved by scanning a test section of tunnel sidewall-featuring predefined target geometry-with the rotating antenna. Next, frequency data separately undergo Inverse Fast Fourier Transform (IFFT) and Multiple Signal Classification (MUSIC) processing to recover temporal responses. Numerical implementation steps are explicitly provided for both MUSIC and two associated spatial smoothing algorithms, addressing an identified information deficit in the field. Described IFFT amplitude is combined with high spatial resolution of MUSIC via the CPM relation. Finally, temporal responses are compared qualitatively and quantitatively, evidencing the significant enhancement capabilities of CPM.
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影响因子：
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HARRIS, FJ
通讯作者：
HARRIS, FJ
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H. Pragnell
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M. Kotanchek
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L. P. Roy
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