1、探地雷達通過發(fā)射和接收高頻電磁波達到探測和了解地下介質(zhì)的目的。隨著儀器系統(tǒng)變得愈發(fā)穩(wěn)定和可靠，以及探地雷達應用領域的不斷擴展，對數(shù)據(jù)的絕對振幅做定量分析從而獲取地下物理參數(shù)分布成為新的研究趨勢，因為它能夠提供比傳統(tǒng)振幅剖面更多有價值的信息。針對最為常用的地面探地雷達，目前的研究思路主要有速度分析和迭代反演介電常數(shù)兩種。速度分析結(jié)果的分辨率通常有限，并且存在不確定性。傳統(tǒng)迭代反演方法近年來的研究熱點是全波形反演，但是它具有很強的非線性，結(jié)

2、果不夠穩(wěn)定，距離實用化還比較遠。另外，它們大部分采用多偏移距模式的數(shù)據(jù)。相比之下，共偏移距模式的探地雷達用途更為廣泛，其數(shù)據(jù)反演具有更大的應用前景。共偏移距探地雷達數(shù)據(jù)適用于褶積模型，基于此的電磁波阻抗反演是廣義線性的，計算成本較低，而且理論上以反射振幅為基礎，其結(jié)果具有較高的分辨率。此外，電磁波阻抗還能夠轉(zhuǎn)化為其它重要參數(shù)從而提供更多的地質(zhì)信息。因此，針對探地雷達數(shù)據(jù)波阻抗反演方法及其應用展開研究具有很大的意義。
　　本文首先闡

3、述了這項研究中最重要的物理參數(shù)即波阻抗的概念，分別對地震學以及電磁學中的波阻抗推導過程進行了詳細的梳理和總結(jié)，并且對二者之間的聯(lián)系做了討論。接著概述了探地雷達探測的基本原理，闡明了探地雷達所涉及的物理參數(shù)，并圍繞波阻抗反演的目的，對測量方式、噪聲起源以及相關的數(shù)據(jù)處理步驟進行了簡要的介紹。對于探地雷達數(shù)據(jù)波阻抗反演所涉及不同方法的技術原理，集中進行了闡述和歸納。
　　在此基礎上，對波阻抗反演涵蓋的三種重要方法，即基于反射系數(shù)模型的

4、稀疏脈沖反褶積、以反褶積為基礎的有限帶寬阻抗反演、基于波阻抗模型的寬帶約束反演，分別展開了相應的研究。針對稀疏脈沖反褶積技術，闡述了幾種處理探地雷達數(shù)據(jù)子波的方案，并且基于確定性子波開展了詳細的研究，利用兩個理論模型驗證了子波確定性稀疏脈沖反褶積的薄層分辨能力和抗噪能力，并將其應用于吳越國捍海塘勘探的實際數(shù)據(jù)中，取得了較好的效果;針對有限帶寬阻抗反演技術，以蘇州木瀆古城的古城墻和護城河考古探測為例，基于該方法提出一種新的工作流程并對各步

5、驟進行了詳細的闡述，反演結(jié)果證明了該方法的有效性和可行性;針對寬帶約束反演技術，以隨機介質(zhì)模型為例，論證了該方法相對于有限帶寬阻抗反演的優(yōu)勢，即利用先驗信息建立的初始模型具有一定的可靠性、反演過程中沒有誤差積累，提高了波阻抗反演對于界面起伏、介質(zhì)內(nèi)部物理參數(shù)分布變化較大模型的探測能力。
　　研究結(jié)果表明，波阻抗反演的數(shù)據(jù)采集和計算成本都比較低廉，其結(jié)果具有較高的分辨率，能夠提升探地雷達的應用水平。其中，有限帶寬阻抗反演快速簡單，可