:随着电子技术、通信技术的快速普及和发展,军事领域已经引入了现代化、自动化的战斗设备,因此电子对抗成为了信息化背景下的一个新型战场。下面是我整理的电子对抗技术论文,希望你能从中得到感悟!
电子对抗中通信技术研究
摘 要:随着电子技术、通信技术的快速普及和发展,军事领域已经引入了现代化、自动化的战斗设备,因此电子对抗成为了信息化背景下的一个新型战场。电子对抗中,各个计算机设备之间的通信传输最薄弱,最容易受到攻击,经过多年的实践和研究,电子对抗中的通信技术已经诞生了自适应技术、跳频技术、差错控制技术、分集技术,同时为了能够更好地进行数据传输,未来电子对抗通信技术将逐渐向窄带、融合等方向发展,提高电子对抗的有效性。
关键词:电子对抗;通信;跳频;差错控制
中图分类号:TN97 文献标识码:A
电子对抗又被称为电子战斗或电子斗争,敌对双方可以使用电子技术设备、器材进行电磁斗争。电子对抗可以破坏、削弱敌方的电子设备应用成效,保证己方电子设备的综合利用。电子对抗起源于20世纪初,在两次世界大战中均得到应用,比如干扰对方通信网络。电子对抗的具体项目包括电子侦查、电子进攻和电子防御,电子侦查可以实现情报侦察和支援侦察;电子进攻可以实现电子干扰和电子摧毁;电子防御包括反干扰、反侦察等功能。电子对抗技术性强、时效性强、针对性强,贯穿了信息化作战的整个过程。
信息化战争中,所有的电子设备之间的信息共享、命令传输均采用通信技术,利用短波、微波、中波等传输信息和指挥命令,并且由于通信技术自身特点,其也是电子对抗中最容易受到破坏的地方。通信技术覆盖范围广、设备接入种类多、组网结构较为复杂,通信传输非常容易受到干扰因素影响,比如电磁辐射、多径时延、幅度衰落等,因此为了提高电子通信抗干扰能力,确保数据传输安全,不被敌方窃取、破坏和篡改,许多的通信学家对其进行了研究,提出了自适应技术、分集技术、跳频技术和差错控制技术等抗干扰措施,可以有效地提升战场通信的可靠性,确保战场数据的传输质量。
1.电子对抗中通信技术应用现状
通信对抗是电子对抗在通信领域中的一个分支,通信对抗主要内容包括通信干扰、通信侦查、通信抗干扰等方面,通信对抗的主要目的是接收和破译敌方密码,获取敌方的军事部署信息;获取通信传输相关的战术参数,掌握敌方的军力部署、作战指令等情报信息。通信对抗可以造成敌方的设备通信暂时失效,从而导致军事指挥系统部分或完全瘫痪,抑制对方的军事行动,保证我方军事通信系统的有效性。
军事设施通信收发地相距较远,因此信息传递中保密性、安全性、干扰性方案较为复杂,因此通信对抗过程中,需要提高电子通信的抗干扰能力,保证我方电子通信的可靠运行,目前常用的电子通信对抗技术包括自适应技术、跳频技术、差错控制技术和分集技术。
自适应技术
军队电子通信传输过程中,自适应技术可以提高通信传输的抗干扰能力,通过自动化地优化通信系统的传输频道、结构和参数,可以根据战场通信环境的变化动态地改变通信传输信号,以便能够提高战场通信的抗干扰能力。自适应技术可以动态分析战场通信的链路质量,根据实际通信传输质量扫描多个信道,参考天气状况、太阳离子、经纬度变化、敌方干扰情况进行优化,发布LQA信号探测命令之后,可以为战场通信自动选择合适的通信频率,构建一个最优化的通信链路,自动地将通信内容切换到最佳频道上,改善军事通信过程存在的信号衰落情况,提高军事通信抗干扰能力,保持一个较好的通信传输质量。
跳频技术
跳频是军队通信传输最常用的扩频方式之一,通信双方可以利用一定的规律实现载波频率的随机跳变。从时域方面来看,跳频信号是一个多频率的频移键控信号;从频域方面看,跳频信号的频谱是在一个很宽的频带上利用不等间隔随机跳变的。其中,跳频控制器是核心的部件,其可以采用伪随机码、多频频移键控等模式改变载波信道,在一定范围内实现通信信号的跳变、同步和自适应控制,控制数据发送和接收。军事通信采用跳频技术,可以保证通信信道的隐蔽性,敌方很难发现跳频规律,就无法截获通信传输内容。跳频通信具有较强的抗干扰能力,即使通信频带的部分频点被干扰,用户依然可以在其他频点上进行正常地通信传输,由于跳频通信系统是一种瞬时窄带系统,易与其他的战场通信系统兼容,因此非常有利于军事部署使用。
差错控制技术
军事通信涉及部门、设备较多,因此承载的业务数量也是海量的,受到敌方攻击、自然条件的影响非常大,电子对抗非常容易造成通信传输存在乱码和错码现象,数据传输过程中自身也会发生丢包现象,因此为了保证通信传输的准确度,需要采用差错控制技术。差错控制技术经过多年的使用和改进,已经诞生了自动重发请求、前向纠错技术和混合纠错技术,这些技术可以大大地提升数据信息、控制命令的传输精确度。电子对抗通信传输采用自动重发请求是指当某一个军事部门接收到数据包之后,其可以对其进行验证是否存在错误,如果存在错误,则可以自动地请求发送方重新发送数据包。同时,为了能够提高数据通信和差错控制效率,如果接收方收到的错误码元较少,可以自行采用前向纠错技术改正错误的码元,将其调整为准确的信息包。混合纠错就是集成了前向纠错和自动重发请求的优点,可以快速化地、有效地对错误码元进行改正,保障通信传输的时效性、准确性和完整性,进一步提升军事通信应用成效。
分集技术
军事通信应用环境非常复杂,通信信道也会根据不同的传输距离存在衰落情况,有的信道具有较强的传输信号、有的信道传输信号则非常弱,因此为了保证信道传输信号的质量,可以利用分集技术,有条件地选择、组合信息传输通道,补偿衰落信道传输时造成的损耗,并且可以使两个或更多的接收天线均衡传输信号。军事通信环境中,各个通信设备均可以采用分集技术,可以从空间、时间、频率和角度等方面进行分集,分集技术可以选择不同的信道,将其组合在一起,并且不需要增加无线发射机、接收机的传输功率和带宽,可有效地改善军事环境无线通信的传输质量。
2.电子对抗中通信技术未来发展趋势 近年来,随着通信技术在电子对抗中的应用和改进,战场通信采用的对抗措施也越来越多,由于战场通信环境日趋复杂,传统的抗干扰技术已经逐渐不能适应现代战争需求,因此电子对抗中通信技术发展呈现出以下趋势:
(1)融合多种自适应技术,改进通信传输质量。军事电子对抗涉及的硬件、软件和传输资源非常多,因此采用的自适应技术具体措施也非常多,单一的自适应技术无法最大程度地提升军事通信质量,可以采用融合传输技术,整合多种自适应技术,形成一个集成的军事通信系统。军队通信时可以将智能天线、多输入多输出、空分编码、软件天线、软件无线电和数字波束成型技术进行整合,形成一个全自动化的军队通信传输系统,进一步改进和提高通信抗干扰能力。
(2)通信抗干扰技术从低速窄带向高速宽带发展。军队通信传输系统承载的业务增多,传输数据也亟需较高的速率和带宽,因此通信抗干扰技术也需要从窄带向高速宽带发展迈进,以便能够延长前向纠错长度、加入较多密码保护码元,可以大幅度提高通信传输的抗干扰性能,满足军队多业务高速率传输带宽需求。
(3)军事通信传输跳频码序列优化。跳频抗干扰技术可以采用伪随机码,比如Gold序列码、Walsh序列码、M序列码等技术。为了更好地防止军事通信由于跳频技术自身缺陷等而被黑客、病毒、木马攻击,可以引入非线性动力学混沌理论、模拟退火思想、机器学习算法等优化序列编码,寻找一个更好的跳频序列码,以进一步提升军事通信抗干扰能力。
(4)军事通信抗干扰技术可视化、智能化。军事通信已经随着软件设计、电子器件开发技术的提升向前迈进,军事通信抗干扰监控过程中引入了先进的数字化、可视化技术,这样就可以把干扰信号发生的时间、频段等进行定位,以利于干扰抑制军事通信信号精准识别,选择干扰较低或无干扰的频段进行军事通信传输。
结语
通信对抗可以使用专业的侦察设备、干扰设备等搜寻、定位、识别、截获敌方战场的相关传输数据,也可以干扰对方的通信传输,造成敌方通信系统瘫痪,直接打击敌方的军事部署。因此,为了提高通信传输的抗干扰能力,人们针对通信对抗提出了抗干扰措施,利用自适应、跳频、差错控制和分集技术等实现阻拦式干扰、瞄准式干扰,显著提高通信传输质量和能力,保证战场通信设备正常、可靠和安全地运行。
参考文献
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[4]白春惠,赵凌伟.数据链网络通信对抗技术及试验系统研究[J].无线电工程,2014,10(6):63-65.
雷达电子对抗新技术探讨
0 前言
所谓雷达电子对抗,具体指的是以雷达充当探测传感头的探测以及武器作战系统的相关电子技术。随着现代化科学技术的迅猛发展,雷达电子对抗在诸如压制式干扰、欺式干扰以及组合式干扰等现有电子对抗技术基础之上又有新的进展。纵观当今雷电电子对抗发展现状,结合国外雷达电子战一体化趋势,对雷达电子对抗新技术进行深入分析和探讨具有重要意义。针对雷达电子战一体化进行合理性分析,同时对超宽带雷达今后发展趋势进行展望,提炼出新的雷达电子对抗技术和作战方式,并且极有可能在今后与雷达对抗中获得验证和普遍应用。
1 雷达电子对抗新技术分析
由于普通的雷达数据链和雷达传感器不能满足信息侦查传递的要求,九十年代,美国研发出雷达通用数据链,通用数据链除了在控制组织之间传递交换更多的数据之外还能将侦察机所获取的大容量信息传递到控制中心,雷达通用数据链是用于监视侦查抗干扰的通信传感器,是用于平台和地面终端的通信设备,当国防部队或是政府等高端机构需要秘密情报时,就可以采用侦察机的雷达通用数据链来传递信息情报,很多国家的国防部都需要通用数据链作为网络中心传感器和地面终端的传输纽带,通用数据链主要有五大类数据链路组成,一类是地面平台八万英尺高的通信平台,第二类是高于第一类七万英尺的空中平台,第三类的空中平台高度有五十万英尺,第四类和第五类恶毒数据链路属于卫星的运作链路,一类用于七百五十海里的轨道的卫星运行,另一个运用在更高高度的卫星运行。
相干噪声干扰
以往的噪声干扰主要有两种方式,分别是非相关宽带阻塞式干扰以及测频瞄准式窄带阻塞式干扰,最为显著的特点体现在其与雷达信号之间并不具备任何联系。正是因为非相干噪声信号和雷达目标回波信号之间不具备联系,因此,在雷达信号的处理过程中,极有可能造成这样一种后果,即:相比较于噪声而言,回波处理有所增加。通过适当的增加噪声干扰功率可以确保干扰效果,此外,为了实现对能量的充分利用,需要选择瞄准式干扰。假如选择相干噪声干扰,就不能使雷达信号处理增益有所增加,此时所需要的噪声干扰功率也相对不高,并且因为所选择的是相干噪声,具备精确瞄频信号,因此,可以确保对噪声干扰能量进行充分有效的利用。相干噪声干扰属于转发式噪声范畴,在完成雷达信号的接收之后,对其进行相应的噪声调制处理,再将经过处理的雷达信号进行转发,这样包括连续波在内的诸多种波形形式均可以得到实现。与之前的噪声干扰相比较而言,相干噪声干扰所需要的干扰能量十分有限,由此可以推断出,在干扰能量一样的情况下,相干噪声干扰所作用的距离可以达到更远。
传统的噪声干扰是采用非相干宽带阻塞式干扰或测频瞄准式窄带阻塞式干扰,其一大特点是与雷达信号不相关。正由于非相干噪声信号与雷达目标回波信号是非相干的在雷达如机载火控雷达和导弹末制导雷达的信号处理中,对回波的处理增益相对噪声来说就可 能会变大,大约可增加十几dB。为了达到较好的干扰效果,就必须加大噪声干扰的功率, 同时为了有效的利用能量,需要采用瞄准式干扰。
对单脉冲雷达的角度欺干扰
根据单脉冲雷达工作机理,可以确定其抗角度欺干扰的性能十分优越,这也在一定程度上促使其近些年来保持迅猛的发展态势,并且影响范围越来越广,特别是在导弹控制以及雷达引导等方面,其应用日益普遍。有关干扰单脉冲雷达技术的研究最初始于上世纪五十年代,六十年代开始部署战术自卫干扰系统,随后得到美国及前苏联的关注,展开了一系列的试验,并取得了相应的成果。我国在此领域经过十几年的研究,也已经取得初步成果,积累了一定的经验,但在干扰效果有效方式方面较为欠缺。结合单脉冲雷达特点,在干扰技术的设计方面要注意以下几点:1)针对雷达设计以及制造方面存在的不足,选择闪烁干扰或者是间断干扰等;2)结合雷达工作基本原理,选择交叉极化干扰或者是交叉眼干扰等;3)选择有源诱饵假目标。
首先,交叉极化干扰。所谓交叉极化干扰,主要指的是干扰信号与雷达回波,在极化方向上是互相垂直的。针对幅度单脉冲雷达而言,交叉极化干扰会导致相反的误差信号,这样就可以达到单脉冲雷达角跟踪能力彻底消失的效果;对于相位单脉冲雷达而言,交叉极化干扰会导致误差信号出现畸变的后果。在交叉极化干扰不存在的情况下,雷达主波束相位波前不会发生变化,在存在交叉极化干扰的情况下,天线瞄准轴位置的相位波前会出现一百八十度的相移。交叉极化干扰有两大要求,其一就是可以实现对雷达所发射的信号的极化进行准确的测量;其二就是具备对正交极化信号的转发功能,交叉极化欺干扰框架示意图详见下图所示。
交叉极化正交性还可以根据输入的信号极化对天线极化进行调整,新阿红极化参数和天线极化信号的生成并不是必备条件。
其次,交叉眼干扰。在本体上进行设备设置,所设置的两组设备需要具备一致的收发信号通路,同时还要确保在走向上是互相交叉的。在设备接收机捕获到单脉冲雷达信号后,会通过发射天线将其辐射出去,如果在作用雷达处的信号保持一百八十度的相位差,并且幅度比与一接近的情况下,所导致的后果将是单脉冲雷达探测本体等效位置中心出现明显偏置,这样会造成单脉冲雷达跟踪与本体相偏离。而只有可以确保单脉冲雷达在本体两套设备连接天线的法向中心线的交叉眼干扰才可以称之为有效。
之前的交叉眼干扰对相对位置关系以及相位差条件的要求较为严格,从而在一定程度上对其广泛应用造成限制。随着现代化科学技术的迅猛发展,雷达电子战技术也取得长足发展,使得我们有条件对交叉眼干扰进行改进和完善。当前,发达国家正在积极致力于定位准确、识别性格优越的雷达告警及侦察设备的相关研究,可以预见不久,借助本体向交叉眼干扰设备提供辐射源也就是雷达精确位置信息将成为现实。一旦交叉眼干扰设备具备了此种性能,角度欺可信度将会极大的提升,与此同时,借助对实时反馈信息的研制,设备状况也会有所改善,从而向辐射源偏离本体提供引导。这边是依托于辐射源定位实时校准的自适应引导交叉眼干扰。
对宽带及超宽带雷达的干扰
脉冲压缩波形雷达是宽带及超宽带信号的主要适用范围,其中主要涉及脉压雷达、SAR以及ISAR等。其中,脉压雷达由于具备超宽带线性调频信号,因此其距离分辨率相对较高;SAR以及ISAR雷达成像主要依赖于提升距离维以及角度维的分辨率,而雷达的距离维与角度维在数据方面存在一定关系,简单的说,只需要干扰距离维,将会导致成像功能失效的后果,SAR以及ISAR采取脉冲压缩体制实现距离维探测,所以,对SAR以及ISAR成像干扰便可以视为脉冲压缩雷达干扰。按照脉压雷达体制的相关规定,线性调频、脉间频率步进以及相位编码信号是比较具有代表性的几种信号形式。从本质上讲,脉间频率步进雷达波形就是线性调频信号的脉间离散化形式,所以,其同样具备线性调频信号距离特性。
线性调频脉压雷达抗噪声干扰能力及抗欺干扰性能均十分优越,一旦遇到噪声干扰信号,雷达信号处理机制与信号相匹配,这样,滤波器将会输出更大的信干比。为确保有效的噪声干扰,需要保持雷达接收机输入端干扰信号功率强于回波信号功率,但依据目前技术水平,实现起来还存在一定难度。通过增加多抽头延时网络的可变加权系数,可以导致幅度调制效应,这样所得到的干扰信号具备欺性压制干扰效果。
2 结语
综上所述,随着现代化科学技术的迅猛发展,雷达电子对抗在诸如压制式干扰、欺式干扰以及组合式干扰等现有电子对抗技术基础之上又有新的进展。在研究电子对抗以及雷达电子战一体化技术的过程中,发现通过相干噪声得到性能较高的干扰技术手段只需要付出极小的代价;在单脉冲雷达角度欺干扰方面,大功率交叉极化干扰以及对来袭目标进行实时校准判定的交叉眼干扰极具发展空间;宽带及超宽带雷达干扰具有一定难度和挑战性,比较有效的方式就是利用复合式干扰。
参考文献:
[1]晁磊,基于雷达对抗研究的电子对抗仿真系统设计与实现,华中科技大学,2011,01.
[2]李丹、童天爵、毛少杰、闵荣宝,雷达网电子对抗仿真及雷达自卫距离的修正,系统仿真学报,2006,05.
[3]贾蒙、李辉、沈莹、张安,机载雷达电子对抗系统的仿真,火力与指挥控制,2010,04.
你是啥目的哦,你有毛病吗?是不来我国的间谍哦?如是写论文你真是牛啊。吃进的是草,拿出的还是草,原来是头死牛,真想了解。请去军事学院。呵呵呵。。。。
雷达:探索宇宙,改变世界 雷达是一种利用电磁波进行探测的技术,可用于多种领域,例如天文学、气象学、军事等。雷达技术的应用范围越来越广泛,对人类的生产生活起到了重要的推动作用。 探索宇宙:宇航员的“眼睛” 在太空探索领域,雷达是最常用的技术之一。它可以帮助宇航员探测星球的表面特征、确认陨石坑和山脉、探查行星大气层等。其在探险中提供了重要的数据,使科学家们更好地了解宇宙的奥秘。 实际上,雷达不仅可以被用来检测恒星系统和行星,还能被用来测量银河系中的距离、形状和质量。科学家们甚至能通过雷达技术探测到遥远星系中行星的存在和特征。由此可见,雷达技术对太空探索中的研究有着重要的意义。 改变世界:气象预测和民用 雷达技术在气象学中的应用可以帮助科学家预测天气并为人们的航空旅行、交通运输等提供准确的数据。借助雷达,科学家们可以了解风暴云、霾、降雨带等信息,从而为人们提供更准确的天气预报和气象服务。 除此之外,雷达技术在民用领域中也起到了重要作用。例如,它在建筑、道路和大坝的结构安全检测和监控中发挥了重要作用。同样,汽车厂商也在利用雷达技术研制更安全的自动驾驶汽车。 结语 雷达技术的应用在不断地拓展,对人类的各个领域都有着广泛的影响。在未来,我们可以期待雷达技术不断发展,为人们提供更加丰富的服务和更高水平的数据。
“幻影雷”无人机或将开启空战新纪元近日,美国波音公司历时两年打造的新型无人侦察机“幻影雷”(PhantomRay)在圣路易斯举行了隆重的揭幕仪式。这款无人机外形独特,看起来仿佛是科幻片中的未来飞行器,翼身高度融合、外形光滑流畅,不愧是无人机大家族中一颗耀眼的新星。而该型无人机也将成为本世纪军用航空器发展史上的里程碑。 隐身性能优越 “幻影雷”无人机是从X-45C项目演变而来的。波音公司计划在今年7月开始其验证机的滑行试验,首飞时间预计在 2010年12月。 该项目负责人丹尼斯·穆林伯格指出,作为未来尖端科技的试验台,“幻影雷”可为军方提供包括情报、监视、侦察、压制敌方防空,实施电子攻击和自主空中加油在内的诸多作战选择。 “幻影雷”采用典型的翼身融合和飞翼式布局设计,翼展宽15米,机身长10米,重达16571公斤,飞行高度12公里,最大巡航飞行速度为0.8马赫,不进行空中加油的情况下作战半径约1852千米。 目前,可以看出“幻影雷”的最大亮点在于它的隐身性能。其独特的外形使人想到了美空军现役隐形战略轰炸机B—2A,两者都是采用典型的隐身结构设计。如果在空中飞行,正面平视它像是一个压扁了的橄榄球,正面俯视它像一个三角形的飞行物,远处仰视它像个飘翼。 “幻影雷”外形上并没有传统意义飞机的水平尾翼和垂直尾翼,机身和机翼已高度融合在一起,这就大大减少了飞机整体的雷达反射截面。为了提高隐身性能,“幻影雷”的发动机被放置到了机翼的上方,且进气口和尾喷口都深置于机翼之内,使雷达波难以照射。机翼后部形成了一个W型,可使来自飞机后方的探测雷达波无法反射回去。这些精细的外观与结构设计加上隐身材料的运用,可使“幻影雷”有效地躲避敌方雷达的预警与监视,避免遭袭。 美空军无人机操控人员缺口较大 目前,美陆、海和空军都配备了无人机,但陆、海军配备的多是低成本的小型无人机,其地面操控人员的训练与普通的航模运动员的培养过程相似。 但是,美空军要求操控大型无人机的人员是具有丰富飞行经验的驾驶员、领航员或武器控制员等空勤人员。这些无人机飞行员主要从现役的或预备役的航空兵部队调配,多数是处于兼职工作状态,过一段时间就要轮换。但是,随着大型无人机装备数量的增加,这种做法已不能完全适应无人机装备发展的需要。 美空军2009年计划购买的93架飞机中,就有52架是军用无人机,其数量超过飞机总购置数的50%。美国防部长罗伯特·盖茨公布的2010年的防务预算草案建议,为无人机项目和其他情报设备增加20亿美元的经费。可见,美空军需要更多的有飞行经历的人员去操控无人机,才能满足无人机增长的需要。 如果继续照原来的方法选择大型无人机飞行员,势必造成有人机与无人机的驾驶员都不够用的困境,影响到美空军的作战能力。解决这一困境的有效办法是专门开办培养无人机飞行员的学校,或在现有军校中培养无人机的操控和维修人才。 据悉,在美国内华达州的内利斯空军基地已经组建了一所无人机学校,该校主要教学目标是培养高素质的无人机操作员和地面维修人员,使他们能够胜任初级或中级无人机的操作与维修工作,以取代现行的办法。另外,美国也可以考虑从航校中选拔部分因身体原因被淘汰的飞行学员或从航空兵部队中挑选一些已到最高飞行年限的老飞行员或退役的飞行员进行适当培训后,充当无人机驾驶员。 无人机取代有人机将成必然趋势 无人机因为其得天独厚的“无人”优势,符合现代战争“非接触”和“零伤亡”的作战理念,因此备受重视。未来,无人机作为能够完成多种作战任务的无人作战平台,全面取代有人机是一种必然趋势。但受技术制约,目前这个目标还难以实现。 在今后20年时间内,随着高新技术的发展,无人机对未来空中作战方式的影响主要表现在以下几方面。 一是无人机空中预警的地位越来越突出。由于预警机存在需要人员值守、目标特性大、防卫能力差和机动能力不足等缺点,即使有战斗机护航也容易受到敌方远程制导武器的攻击,部署空域受到了较大限制,预警探测距离也随之被大大缩短。因此,空中预警势必成为无人机未来担负的突出任务之一。“幻影雷”无人机是非常好的预警平台,其信息处理速度应该高于目前现役的预警机。此外,各类侦察、通信和电子战无人机均可以被部署在相对危险的空域,长时间执行预警探测和情报搜集等任务,使空中警戒和作战纵深得以整体前推,可大大提高预警机的安全和效率。 二是无人攻击机将成为重要突击力量。对于空中进攻战役,完成任务主要由有人机实施。但是长时间(超)低空飞行远程奔袭容易造成飞行员的疲劳从而降低有人机作战效能,而且在没有完成夺取制信息权和制空权的条件下,即使在战争后期,敌方仍然具备一定的防空能力的情况下,采用有人机实施此项任务仍需要付出相当的人员损失代价,存在着巨大的作战风险。但是,由于无人攻击机具有良好的隐身性能、较大的武器携带能力和超低空远程飞行能力,即使作战任务失败也不会带来人员伤亡。目前,无人攻击机编队协同能力、目标自动搜索和分配能力正在迅速提高,将成为未来空中进攻战役的首战武器和主要突击力量。 三是无人机将成为未来空战场的重要武器装备。无人机作为空中战场上最活跃的力量之一,在预警、侦察、电子对抗和对地攻击等任务的实施过程中具有突出的作用,随着其功能和性能的不断提高,将成为未来战场上优先考虑使用的武器装备,并将逐渐形成一种配置合理的无人机作战体系。 四是无人机将是战略打击和投送力量的主角。随着美军“全球打击、全球到达”作战理念的提出,类似X-37B的高超声速作战平台越来越受到重视,特别是对于未来空天一体的战争环境,这种作战平台有着不可替代的作用。据悉,美军在2020年前就可以拥有在两小时内到达、打击全球任何一个目标的能力。无人机的这种能力无疑是战略打击的首选武器装备。另外,随着科学技术的进步,无人机的空运能力会越来越强,必将是投送力量的主角。 五是无人机与有人机协同作战将是未来空中作战的主要样式。无人机与有人机相比,它能够执行更危险和飞行时间更长的任务。与导弹相比,无人机的优势则体现在其作战灵活性。导弹一旦发射出去,在其飞行过程中无法中止或更改其任务,而无人机在作战过程中依然可控。 由于目前无人机作战能力有限,因此无人机在未来相当长一段时间内不可能完全取代有人机。随着无人机数量越来越多、比例越来越高,其地位与作用也将越来越重要。如何使其与有人机实现协同作战,充分发挥整体作战效能,正是当前世界空军关注的问题。因此,随着现代作战理念的发展,无人机与有人机协同作战将是未来空中作战的主要样式。
文/恺哥
企业家、程序员们可能会想到金山、WPS、卓越;对手机颇有研究的用户,可能会想到小米;而更多的年轻人,则因为一首《Are You OK?》记住了雷军:
从企业家到B站顶流,雷军的身上,到底有着怎样的魅力?
人因梦想而伟大
1987年,18岁的雷军考上了武汉大学计算机系。
大一的时候,雷军在图书馆偶然读到了一本名为《硅谷之火》的书,他的一生从此改变。当天晚上,雷军在学校操场上走了一圈又一圈,难以平复激动的心情:他立志要像书中的硅谷大佬们一样,创办一家世界一流的公司。
当时武汉大学正施行学分制。雷军仅用2年的时间,就修完了大学所有的课程,并在《汇编语言程序设计》这门课上拿了满分;大二的时候,雷军就在一级学术期刊《计算机研究与发展》上发表了论文;
大学期间,雷军还与伙伴一起编写了Bitlok加密软件和“免疫90”杀毒软件,后者不仅让雷军赚到了第一桶金,还让他拿到了湖北省大学生 科技 成果一等奖;大四的时候,湖北省公安厅专门邀请雷军讲课,传授反病毒技术的相关知识。
大三时,雷军背着一个大包,骑着一辆自行车,在武汉大学附近的电子一条街做起了兼职。
雷军不怕苦、不怕累,什么活都愿意揽着干,写了不少加密软件、杀毒软件、财务软件,很快就成为了电子一条街的“名人”,不少电脑公司的老板一遇到技术问题,都会想到雷军。
当时的编程书质量参差不齐,雷军就与同事一起编写了《深入DOS编程》、《深入Windows编程》,这两本书一经出版,就受到不少程序员的推崇。若干年后,雷军如此打趣自己:
“我没有写过诗,但有人说我写过的代码,像诗一样优雅。”
1992年,刚毕业的雷军接受了“中国第一程序员”求伯君的邀请,正式加入了金山公司,沉下心来做技术。
现在提起雷军,大家第一时间想到的都是小米。但是在创办小米之前,雷军就已经是一个赫赫有名的企业家了:金山毒霸、金山词典、《剑侠情缘》、卓越网等大家耳熟能详的产品,都与雷军有着千丝万缕的关系。
在金山的十几年里,雷军并不是一帆风顺的,他也遇到过致命性的打击,其中不得不提的,就是金山与微软的恩怨:
1996年,金山与微软签了一纸协议,将WPS格式与微软共享——这意味着WPS的用户们,可以用微软的word打开并编辑WPS文档。让金山意想不到的是,微软推出了Windows97系统,结果导致WPS的用户逐步转移到了word旗下,一夜之间,金山从巅峰跌倒了谷底。
“那一年,我几乎失去了人生理想。”
雷军萌生了辞职的念头。而求伯君给了他6个月的假期,在这6个月里,雷军情绪一度十分低落,沉迷 游戏 。最终雷军重振旗鼓,回到金山继续打拼。
2007年,金山终于成功上市,而雷军也在这一年里功成身退。
永远相信,美好的事情即将发生
40岁的时候,雷军又想起了自己18岁的梦想。他决定从头开始,创立一家了不起的公司:
“创办小米,全靠的是革命浪漫主义情怀和一种无知无畏的精神,当时的自己,一定是有了梁静茹赠予的‘勇气’……”
2010年4月6日,北京海淀区中关村银谷大厦807室,雷军和几位同事聚在一起,喝了一碗小米粥——小米公司就这样诞生了。
由于担心“晚节不保”,雷军决定低调行事。在小米刚成立的1年时间里,几乎没人知道这个团队在做什么,而这个在当时没有任何硬件研发和制造经验的团队,竟然定下了一个雄心勃勃的目标:
“我们居然敢说‘要做最好的手机,卖一半的价钱,推动智能手机在全球普及’,居然还有那么多人相信并愿意一起干!这真是一个不可思议的开始!”
2011年8月16日,小米举办了第一次发布会。
出乎意料的是,本来只能容纳500人的发布会现场,一下涌进了近1000人。当雷军和同事们抵达会场的时候,场外已经被围得水泄不通,雷军找了4位同事帮忙开路,才得以挤进会场。
当雷军最终报出1999元的手机价格时,全场响起了持续30多秒的掌声,与之一起响起的欢呼声,几乎能够掀翻会场屋顶——这注定会是雷军创业史上的 历史 性时刻。
不管是在金山还是小米,雷军都坚持着“把用户当成朋友”的理念:
2010年8月,小米MIUI发布内测版本,来自各大论坛上的100位志愿者参与了MIUI的测试,并提供了宝贵的意见——这些用户有水果店店长,也有内衣设计师,为了表达感谢,小米把这100位用户的论坛ID写在了开机页面上,并写道:“感谢你,勇敢的上帝。”
不仅如此,小米还创办了《爆米花》杂志,让粉丝登上封面;从创办第2年起,小米每年都会举办米粉节,邀请粉丝来一起庆祝;在创立3周年时,他们拍了一部名为《100个梦想的赞助商》的微电影,向最早支持小米的100位用户致敬。
2013年的年末,在第十四届中国经济年度人物颁奖盛典上,雷军与格力董事长董明珠立下了一个为期5年的赌约——5年内,如果小米的营业额没能超过格力,就输给对方10个亿。
彼时,格力的营业额为1200亿元,而小米的营业收入为亿,两者可谓是差距悬殊——没想到5年过去,小米生长的速度如此之快,虽然在五年之约到期时,小米输给了格力,但在接下来的一年,小米戏剧性地实现了反超。
2019年7月23日,《财富》杂志公布世界500强名单——小米用9年的时间,成为了最年轻的世界500强企业。
2020年4月6日,是小米成立的10周年。雷军和公司的伙伴们一起重走了当初的创业路:从中关村保福寺桥的银谷大厦,到望京的卷石天地,再到清河的五彩城,最后到刚落成不久的 科技 园:
“从起点到终点,从地图上算,这条路的直线距离不过公里,我们却已经走了10年。”
这10年来,雷军走得不容易。尽管外界的评价褒贬不一,雷军依然选择了坚持初心:在10周年的演讲上,雷军向大众保证,自己会坚持做性价比最高的产品,硬件综合净利润率永远不会超过5%:
“我们最在乎的,还是在刚开始创业的时候,那个小餐馆的梦。它不必很大,但门口常有人排队,每一位食客几乎都是老朋友,真心喜欢我们真材实料、用心厚道的态度——我们的目标,就是像这样的餐馆一样,被信任、被喜爱。”
Are you ok?
以上的故事,如果不是米粉或者业内人士,可能并不清楚。更多的年轻人了解雷军,是通过一首洗脑的鬼畜歌曲——《Are You OK?》。
雷军是怎么走上鬼畜这条路的?这一切,要从6年前的一场发布会说起。
2014年,雷军在小米的印度发布会现场,凭借一口浓重独特的英文口音出圈。随后,一位up主将其做成鬼畜视频搬上B站:
这条名为《跟着雷总摇起来!Are you OK!》、时长不到3分钟的鬼畜视频,在B站上获得了3000万播放量,弹幕将近20万,在鬼畜区排名常居首位。
难得的是,雷军不仅没有生气,还在各大场合幽默自嘲:“整个武汉大学,只有我的英语是 体育 老师教的。”
这首鬼畜神曲还被放进了小米自带的铃声库,用户可以把它设置为来电铃声,跟雷总一起摇摆。
一口塑料的普通话、英语,再加上朴实、厚道的作风,雷军给人以一种亲和力强,接地气的形象,也逐步成为了B站顶流:
2020年7月30日,雷军正式宣布入驻B站,粉丝数量很快就破百万,首条视频就有500万人观看;8月16日,雷军首次参与抖音直播,不到2小时带货1亿。
在直播间里,雷军还调侃自己是个假程序员:
“别的程序员头发都掉光了,大家都要小心保护好头发,植发很贵,不要轻易就‘聪明绝顶’了。”。
雷军说,他最喜欢的外号是“小虾米”。这是他早期在论坛里的ID,一如他一贯的谦虚态度:
“创业,就是要做一头站在风口上的猪,站在风口上,猪也能飞起来。”
虽然雷军常常说自己的成功是顺势而为的结果,但他的成功,其实也离不开他的自律与坚持。
这只充满魅力的“小虾米”用他的行动告诉我们——只要坚持自己的初心,为梦想奋斗,“蚍蜉”也可以撼动大树。
参考资料
[1] 一往无前︱中信出版社
[2] 一往无前:小米10周年演讲︱雷军
[3] 绝不雷同:小米雷军和他的移动互联网时代︱广东人民出版社
[4] 雷军的公众号
1、礼貌结束
熟悉的陌生感
PPT结尾大部分情况都是使用「谢谢」之类,它的主要功能是表达礼仪,礼貌的结束幻灯片的讲解。
如果你觉得这种结束语千篇一律,没有新意,你怕和别人一样,那么你可以在设计上做创新,比如加一些创意的图片或一些修饰,营造出一种熟悉的陌生感。
2、答疑环节
我可是专业的,随便问
大部分情况下,PPT讲完并不意味着演讲就结束了,很多时候还有一个答疑的环节。
就像上面提到的毕业论文答辩,这个时候台下的老师会就PPT中的不明白环节进行提问,然后你做出回答。我在外面做分享的时候,也通常会留下10-20分钟,作为读者答疑时间。
3、传递信息,引导关注
快来关注我呀
这是非常常见的一个功能,我们在演讲结束的时候通常会留下一个联系方式。一些企业可能会留下电话和邮箱,方便被对方联系到。做自媒体的就喜欢留下二维码,然后引导别人去关注。
4、总结与回顾
这也是常用的一种,在一些对外培训中,怕观众记不住知识点,都会在最后用一页PPT给大家整理出来,带领大家回顾一下。
5、传递情绪
引起共鸣
最后一页放置有意向的图片和文字,以此来传递情绪,引起观众共鸣。
比如红米Note发布会上,雷军的那句“我所有的向往”,然后哭个稀里哗啦。还有罗胖演讲最后一页用了工匠精神的照片,都是非常好的案例。
如果满意再追加100分。 2009-03-22 19:31可以再充分点吗?谢谢了
一、红外辐射的产生及其性质红外辐射是由于物体(固体、液体和气体)内部分子的转动及振动而产生的。这类振动过程是物体受热而引起的,只有在绝对零度(℃)时,一切物体的分子才会停止运动。所以在绝对零度时,没有一种物体会发射红外线。换言之,在一般的常温下,所有的物体都是红外辐射的发射源。例如火焰、轴承、汽车、飞机、动植物甚至人体等都是红外辐射源。红外线和所有的电磁波一样,具有反射、折射、散射、干涉及吸收等性质,但它的特点是热效应非常大,红外线在真空中传播的速度c=3×108m/s,而在介质中传播时,由于介质的吸收和散射作用使它产生衰减。红外线的衰减遵循如下规律 (9-2-1)式中,I为通过厚度为x的介质后的通量;I0为射到介质时的通量;e为自然对数的底;K为与介质性质有关的常数。金属对红外辐射衰减非常大,一般金属材料基本上不能透过红外线;大多数的半导体材料及一些塑料能透过红外线;液体对红外线的吸收较大,例如厚l(mm)的水对红外线的透明度很小,当厚度达到lcm时,水对红外线几乎完全不透明了;气体对红外辐射也有不同程度的吸收,例如大气(含水蒸汽、二氧化碳、臭氧、甲烷等)就存在不同程度的吸收,它对波长为1~5μm,8~14μm之间的红外线是比较透明的,对其他波长的透明度就差了。而介质的不均匀,晶体材料的不纯洁,有杂质或悬浮小颗粒等,都会引起对红外辐射的散射。实践证明,温度愈低的物体辐射的红外线波长愈长。由此在工业上和军事上根据需要有选择地接收某一范围的波长,就可以达到测量的目的。 二、红外传感器的组成:我们先看看红外系统的组成、主要光学系统和辅助光学系统,在此基础上对红外的关键元件进行详细的探讨。其实,红外传感器的工作原理并不复杂,一个典型的传感器系统各部分工作原理(如图所示): 三、红外传感系统的分类:红外传感系统是用红外线为介质的测量系统,按照功能能够分成五类:(1)辐射计,用于辐射和光谱测量;(2)搜索和跟踪系统,用于搜索和跟踪红外目标,确定其空间位置并对它的运动进行跟踪;(3)热成像系统,可产生整个目标红外辐射的分布图象;(4)红外测距和通信系统;(5)混合系统,是指以各类系统中的两个或者多个的组合。四、红外传感器工作原理:(1)待侧目标。根据待侧目标的红外辐射特性可进行红外系统的设定。(2)大气衰减。待测目标的红外辐射通过地球大气层时,由于气体分子和各种气体以及各种溶胶粒的散射和吸收,将使得红外源发出的红外辐射发生衰减。(3)光学接收器。它接收目标的部分红外辐射并传输给红外传感器。相当于雷达天线,常用是物镜。(4)辐射调制器。对来自待测目标的辐射调制成交变的辐射光,提供目标方位信息,并可滤除大面积的干扰信号。又称调制盘和斩波器,它具有多种结构。(5)红外探测器。这是红外系统的核心。它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器,多数情况下是利用这种相互作用所呈现出来的电学效应。此类探测器可分为光子探测器和热敏感探测器两大类型。(6)探测器制冷器。由于某些探测器必须要在低温下工作,所以相应的系统必须有制冷设备。经过制冷,设备可以缩短响应时间,提高探测灵敏度。(7)信号处理系统。将探测的信号进行放大、滤波,并从这些信号中提取出信息。然后将此类信息转化成为所需要的格式,最后输送到控制设备或者显示器中。(8)显示设备。这是红外设备的终端设备。常用的显示器有示波器、显象管、红外感光材料、指示仪器和记录仪等。
雷达,是英文Radar的音译,用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。下面是我精心推荐的一些雷达技术论文,希望你能有所感触!
雷达无源干扰技术
[摘 要]分析了雷达无源干扰技术中的假目标和雷达诱饵。论述了缩小目标雷达截面积也是一种重要的雷达无源干扰技术。指出了雷达无源干扰中的两种主要设备,即反射器和箔条干扰。
[关键词]电子对抗 雷达无源干扰 角反射器
中图分类号:TD367 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0027-01
引言
无源电子干扰是指利用本身不发射电磁波的器材反射或吸收电磁波而形成的对电子设备的干扰。亦称消极干扰。按作用性质,分为压制性无源干扰和欺性无源干扰。按干扰原理,分为反射型无源干扰和吸收型无源干扰。反射型无源干扰是采用反射特性好的器材,大面积投放,形成强烈的干扰杂波,以掩盖目标回波信号;或者断续投放、布设反射器材,形成假目标,对电子设备进行欺。吸收型无源干扰是在目标上涂覆电波吸收材料,把照射到目标上的电磁能量尽量转换成其他形式的能量,而把反射的电磁能量减至最小,使电子设备接收的目标回波信号大大减弱,导致电子设备对该目标的探测能力严重下降;或者是在光电设备与目标之间的光波传播路径上,施放吸收型烟幕、水雾及其他消光气溶胶,阻断光电设备对目标的探测和跟踪。常用的雷达无源干扰器材主要有箔条、角反射器、龙伯透镜反射器、假目标、电波吸收材料以及气悬体等。本文主要讨论雷达无源干扰技术。
1.雷达无源干扰技术
.假目标和雷达诱饵
用来欺雷达的反射体。它们对雷达产生假的目标信息,是破坏敌防空系统对目标的选择、跟踪和杀伤的有效对抗手段之一。主要用于飞机、战略武器的突防和飞机、舰船的自卫。假目标和雷达诱饵在使用场合和性能上是有区别的。假目标通常用于对付敌防空系统的警戒指挥雷达,一般在构造上比较复杂,性能较逼真,带有发动机,能主动、独立地飞行,如火箭式假目标和无人驾驶飞机等。雷达诱饵常用于对付飞机和舰船。为了破坏雷达或导弹的跟踪系统而发射或投放的假目标,使雷达或导弹的跟踪系统转而跟踪雷达诱饵。主要有火箭式雷达诱饵、拖曳式雷达诱饵和投掷式雷达诱饵等三种类型。对假目标和雷达诱饵的要求是它们的雷达截面积必须等于或大于真目标,并且具有与真目标相同的速度特性、回波跳动特性等。
.缩小目标雷达截面积
雷达是依靠目标的回波来发现目标的。因此,缩小目标的雷达截面积可减小目标对雷达电波的反射。这是一种基本雷达对抗技术。正确设计目标的外形和采用强度高、比重小、能吸收雷达回波的复合材料制做目标,能使其雷达截面积显著减小。但是,进一步缩小目标雷达截面积的方法是将微波吸收材料涂在目标表面上,使雷达接收到的信号减弱,甚至接收不到回波信号,缩短雷达的探测距离。这种涂层称为反雷达涂层。按对电磁波吸收原理的不同,反雷达涂层可分为四种类型。①吸收型涂层:雷达电波碰到涂有这种材料的目标后不产生反射,能量绝大部分或完全为涂层所吸收。②干涉型涂层:进入涂层经由目标表面反射回来的反射波和直接由涂层表面反射的反射波相互干涉而抵消,使总的雷达回波为零。③谐振型涂层:包括很多吸收单元,调整各单元的电参数和尺寸,使它们对入射电磁波的频率谐振,从而使入射的电磁波严重衰减。④放射性同位素涂层:将放射性物质涂覆于目标上,使目标表面附近的局部空间电离,形成能够吸收电磁波的等离子体屏。
2.雷达无源干扰设备
利用本身并不产生电磁波辐射的器材对电磁波的反射、散射、折射和吸收作用改变雷达的回波特性,破坏和妨碍敌方雷达对己方目标探测与跟踪的技术,也称消极干扰技术。雷达无源干扰的优点是设备体积小、重量轻、制造简单、 价格低廉、 使用方便、适应性强,并能对不同方向上的各种频率、各种极化的雷达同时进行有效的干扰。雷达无源干扰常用的器材有箔条、反射器、假目标和雷达诱饵,以及微波吸收材料等。
.箔条干扰
箔条是指干扰丝、干扰片和干扰绳(带)。通常是由金属箔切成的条、涂覆金属的介质(常用的是涂覆铝、锌、银的尼龙丝和玻璃丝),或直接由金属丝制成。箔条干扰就是在空间投放大量随机分布的金属反射体,以产生二次辐射对雷达进行干扰。
箔条干扰的样式主要有两种:一种是压制式干扰,即向一定的大气空间大量投放箔条,形成干扰走廊,用以掩护机群。这种干扰在雷达荧光屏上形成很强的类似噪声的杂乱回波,因而可以掩盖目标回波;另一种是欺式干扰,即当飞机、舰船被雷达跟踪时才投放箔条,形成假目标,这样雷达便跟踪比飞机、舰船回波强很多倍的箔条干扰团,使飞机、舰船摆脱雷达的跟踪。
箔条的长度和直径(或宽度)的选择,必须尽可能保证在宽的频率范围内对电磁波产生最有效的反射。因此,广泛使用的箔条长度约等于被干扰雷达波长的一半,通常称为半波长振子(也称偶极子)。这是因为半波长振子对电磁波谐振(实际上使箔条对电磁波谐振,半波长振子的长度应略短于被干扰雷达的半波长),反射最强,雷达截面积最大。在空中水平取向的单根半波长短箔条的平均雷达截面积为 σ/2=λ2。在空中随机取向的单根半波长箔条(或经过加工的短的半波长箔条)的平均雷达截面积为:σ/2=λ2。雷达截面积只与波长λ有关,箔条的宽度和厚度只是为了适应机械强度、制造工艺和空气动力方面的需要。
箔条通常都做成固定的包装(包或束),每包箔条的数量取决于被掩护目标雷达截面积的大小和干扰的波段。为了达到干扰敌方雷达以掩护己方目标的目的,每包箔条的总雷达截面积应大于被掩护目标的雷达截面积。单根半波长箔条都有一个相当于其谐振频率的10%~15%的半功率带宽,这样的频带对雷达干扰来说很窄。实际上,多采用很细的、长度不同的半波长箔条混合包装或投放多个箔条包,各个箔条包对应不同频带,以获得大的带宽。也可使用长达几米至几十米(长度为被干扰雷达波长的若干倍)的箔条,达到增大带宽和实现对各种频段雷达进行干扰的目的。
为了对任何极化的雷达均能有效地进行干扰,要求在空中投放的箔条是随机取向的。实际上,由于箔条的长短、材料和形状的不同,在大气中具有各自的运动特性。均匀的、短的半波长箔条,在空中基本上都是水平取向和旋转地下降。这种箔条对水平极化雷达的干扰效果较强,对垂直极化雷达的干扰效果较弱。长的或经过加工的短箔条,在空中的运动规律可能完全是随机的。短箔条在刚投放时,因受飞机湍流的影响也可能完全是随机的,它们都能对各种极化的雷达造成有效的干扰。
.反射器
用作假目标产生强烈的雷达回波的反射器有角反射器、伦伯透镜反射器、范・阿塔反射阵、雷达反射气球等。
角反射器:由三个互相垂直相交的金属平面构成的反射体,有三角形、方形、圆弧形角反射器之分(图1)。角反射器可以在较大的角度范围内,将入射的电磁波经过三次反射,按原入射方向反射回去(图2),并产生很强的回波。尺寸不大的角反射器也具有很大的雷达截面积。最大的雷达截面积主要取决于反射器的各个面间保持直角的精确度,微小的角度偏差和板面不平都将导致雷达截面积的显著减小。角反射器的方向图约为25°~50°。三角形角反射器的方向图比较宽平,界面刚度较大,制造要求也不高,因而被广泛采用。
伦伯透镜反射器:在伦伯透镜的局部表面镀上金属而成。根据所镀金属反射面的大小,有90°、140°、180°反射器之分。伦伯透镜是一个层状结构的介质球体,其外层的介电常数与空气相近,越向球心介电常数越大。照射到透镜表面的平行电磁波射束,经介质在球体金属反射面内的一点聚焦,从金属反射面反射,又经过介质再返回发射源方向,因而具有很大的雷达截面积和良好的方向性、频率特性。伦伯透镜的方向图宽度约为90°、140°、180°,其中以140°左右时的特性为最好。
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1 引 言 据不完全统计,2014年我国城市道路出现塌陷事故2000余起,全国遭受道路塌陷事故影响的城市超过50个,主要分布于北京、上海、广东等20余个省区市。国土资源部、水利部发布的材料显示,全国受道路塌陷影响的城区范围接近2万平方公里。道路塌陷事故主要集中在三个区域,分别是:长江三角洲地区、珠江三角洲地区、华北地区。道路塌陷事故严重威胁了城市的公共安全,破坏了正常的交通秩序。如果能够提前发现并进行处理,就可以在最大程度上减小道路突然塌陷带来的损失。目前道路快速检测有效的手段是通过分析探地雷达图像,发现道路地下病害。 研究的目的与意义道路是一个城市最重要的基础设施,也是人员往来、经济发展的重要通道。随着我国经济、技术的快速发展,城市道路里程不断增加、交通运输越来越便利。城市规模的不断扩大,城市人口的不断增加,使得地面空间已无法满足人们的需求,地下空间就成为地面空间的有益补充,从各类管线到地下交通网络,地下空间的利用也趋于层次化和规模化。再加上浅层地质结构的多样性和复杂性,使得城市道路下方夯土随时都可能会受到自然的和人为的影响。因此,在道路建设快速发展的同时,道路养护工作也开始受到重视。2014 年年初,北京市交通委路政局通过城市道路巡查信息管理软件,设立道路养护站点,有效缩短了道路病害修复时间[1]。探测和修复道路地下病害是道路养护的关键问题。通常情况下,地下病害主要有疏松、空洞和富水异常(下面简称富水)三类。这些隐患可能导致路面出现唧浆、龟裂等病害,严重的空洞甚至会导致路面突然塌陷。2014 年 9 月 25 日上午,北京黄杉木店路富华家园西南门发生路面塌陷,半间房屋塌陷掉入坑中,所幸无人员伤亡[2]。传统的道路养护与检测方法主要依靠人力完成,不仅准确度较差,而且具有明显的滞后。近些年来,道路塌陷时有发生,由于养护与检测手段落后,致使人民生命财产遭受严重损失。2012 年 4 月 1 日,北京市民杨女士途经北礼士路物华大厦东侧的便道时,突遇路面塌陷,坠入热水坑。4 月 9 日,杨女士终因医治无效死亡,年仅 27 岁[3]。因此,道路检测急需采用先进仪器,利用先进的地球物理技术实现准确的检测和养护。尽可能减小不必要的损失。探地雷达(Ground Penetrating Radar, GPR)是应用地球物理科学的重要组成部分。探地雷达能够发射和接收微波段高频宽带电磁波。由于电磁波在地下介质交界面会发生反射,通过分析地下介质界面反射电磁波的波形特征,就能够获取地下目标的空间位置,构成材质等特征信息[4]。.......... 国内外研究状况和进展探地雷达的发展前后经历了 100 多年,这期间,德国人做出了重要贡献。探地雷达的雏形诞生于 1904 年,德国人 Hulsemeyer 发现电磁波能够探测地面金属物体[5]。1910 年德国人 Leimbach 和 L wy 第一次具体阐明了探地雷达相关技术,并获得了专利。1926 年,德国人 Hülsenbeck 发现介电常数不同的介质,会在其交界面产生电磁波反射,他以此提出了运用高频电磁波脉冲探测地下目标体的思路[6]。在第二次世界大战(1939 年-1945 年)期间,处于军事目的和战争需要,探地雷达得到了快速发展和应用,浅地层目标探测得以实现。1960 年越战时期,麻省理工学院推出了一种探测浅地层空洞的设备,用于发现越南战场中的地道[7]。同年, 用脉冲雷达在矿井中做了试验,但是由于地下介质比起空气,具有较强的电磁波衰减特性,加之地质情况的多样性,电磁波在地下的传播要比在空气中复杂的多[8]。随着电子信息技术的发展,仪器的信噪比得到了很大提高。探地雷达应用范围也迅速扩大,从早期的冰层、岩盐矿等弱耗介质扩展到土层、岩层、煤层等有耗介质。上世纪 70 年代以后,探地雷达被应用于石灰岩采石场的探测、工程地质探测、煤矿井探测等。进入上世纪 80 年代,随着民用市场的兴起,无载频脉冲探地雷达率先进入市场,发达国家竞先研制出民用探地雷达产品。之后,随着探地雷达产品不断更新换代,目前探地雷达技术已经相对成熟[9]。探地雷达技术用于路基路面检测始于上世纪 80 年代。1983 年,美国人 Benson等人就已经开展了公路沉降和塌陷的相关研究[10]。1984 年,Rodeick 等人采用探地雷达进行高速公路空洞探测研究[11]。1991 年,美国联邦公路局在道路工程应用中取得了一系列进展,成功探测了路基分层的厚度和路面脱空、路基空洞等道路病害。1993 年,日本人関口森江(M. Sekiguchi)等将探地雷达与钻孔摄像机结合起来,开发了一种道路结构探测系统[12]。1994 年,Kim Roddis 等比较了堪萨斯州 11种不同类型道路在探地雷达数据分析上的差异,这些差异主要是由于路基材质和设计结构决定的[13]。1995 年,美国劳雷工业公司与 GSSI 公司合作,在 10 个月内推出了世界第一套空气耦合高速路面检测雷达系统,并在中国一次试验成功,如图 所示。......... 2 探地雷达技术及数据特征 探地雷达是目前城市道路地下病害探测的主要手段,具有检测速度快、精度高的优点。本章从电磁场理论入手,导出了电磁波的波动方程。在理论介绍的基础上,阐述了探地雷达技术的原理和现状,对探地雷达数据的形式、特点和标定等问题作了简要说明。 电磁场理论1820 年,丹麦物理学家奥斯特首次发现了电流对磁针的作用,即电流的磁效应。1837 年,英国物理学家法拉第首先提出自然界同时存在着电场和磁场,电场和磁场都只能在一定的范围起作用,将原先难以捉摸的“超距作用”变为可以理解和研究的“场”。从 1855 年开始,英国物理学家麦克斯韦在研究弹性力学和结构力学之余,又对新兴的电磁学感兴趣,将自己熟悉的弹性力学和电磁现象结合起来,通过三篇论文将电磁场理论用简洁、对称、完美数学形式表示出来,经后人整理成为经典电动力学的基础,这就是麦克斯韦方程组[55]。据此,他在 1865 年就预言了电磁波的存在。1888 年,德国物理学家赫兹在麦克斯韦去世 10 年之后,终于用实验验证了电磁波的存在。经典电动力学认为静电场和静磁场分别由静止电荷和恒定电流所产生,它们各自独立,分别满足各自的方程。当电荷、电流的分布随时间变化时,电场和磁场就不再相互独立,而是相互激发、相互影响、形成统一的电磁场。电磁波就产生于这个时变的电磁场。由此可见,以上由麦克斯韦方程组导出的,描述电磁场波动特征的一组微分方程就称为波动方程。波动方程可以描述自然界中的各种波动现象,包括横波和纵波,例如声波、光波和水波等等。波动方程是分析电磁波在各类介质中传播的重要数学基础。........ 探地雷达技术探地雷达(Ground Penetrating Radar)是一种用于地下介质结构探测的电磁仪器,它通过发射天线发射高频宽带(1MHz~10GHz)电磁波,再通过接收天线接受地下介质的反射电磁波,最后将反射电磁波通过数字电路转换成数字信号记录到存储设备上。由于探地雷达具有探测精度高,速度快等优点,是工程无损探测的一种重要的手段。目前,意大利系统工程公司(IDS)、瑞典 MALA 公司、加拿大探测器及软件公司(SSI)和美国地球物理探测设备公司(GSSI)是探地雷达的制造商,他们都推出了用于道路检测的探地雷达产品,如图 所示。从 80 年代开始,经过三十多年的研究和开发,国内探地雷达产品已经发展成熟,逐渐形成了自己的体系,从信号采集到数据处理,均达到了世界领先水准,在国内外具有一定知名度。中国矿业大学(北京)资源与安全开采国家重点实验室、长安大学公路学院等单位在探地雷达的理论研究,仪器开发和应用推广等方面做出了重要贡献。目前进入市场的产品包括中国矿业大学(北京)研制的城市道路检测探地雷达系统,如图 所示,中国电子科技集团公司第二十二研究所(青岛)的 LTD 系列探地雷达等等。探地雷达技术与其他道路无损检测技术相比,具有检测速度快,检测精度高的优点,因此成为城市道路检测的主要手段。然而,探地雷达数据与其他地球物理探测数据一样,具有解释难度大、人工解释经验需求高、解释周期长的困难,这对探地雷达道路检测的应用和普及造成了一定困难。本文采用中国矿业大学(北京)的探地雷达仪器,研究其道路地下探测图像和地下异常识别方面的算法,降低数据解释的难度,缩短解释的周期。............ 3 道路病害物理模型设计与特征测量 ......... 物理模型的结构 ...... 物理模型的设计 ...... 物理模型的特征测量 ...... 地下空洞探测 ........ 密实度监测 .... 路面沉降监测 ........ 本章小结 .......... 424 城市道路地下异常识别算法 ..... 基于希尔伯特边际谱的地下异常识别算法 .......... 经验模态分解 ........ 希尔伯特谱和边际谱 .... 实验结果与分析 .... 基于核匹配追踪的地下异常识别算法 .......... 本章小结 .......... 675 城市道路地下异常度量算法 ..... 探地雷达数据预处理 ...... 探地雷达数据降噪 ........ 探地雷达数据偏移归位 ........ 探地雷达数据精细配准 ........ 探地雷达数据标间配准 ........ 基于周期探测的地下异常度量算法 ...... 城市道路地下病害探测应用 ........ 本章小结 .........110 5 城市道路地下异常度量算法 以往城市道路地下病害解释只能在一次探测结果上进行,因其结果经常受到周围环境的严重干扰,解释结果存在误差。由于危及城市道路安全的地下空洞会随着时间不断恶化,需要对城市道路进行多次探测。通过比较不同时期探测数据的差异,识别城市道路地下病害。为准确比较不同时期探测数据的差异,需要对城市道路地下异常准确度量,确定城市道路地下异常的位置及范围。具体说来,首先通过迭代 Myriad 滤波降噪算法,降低探地雷达数据中的噪声干扰。接着通过克希霍夫积分偏移算法,对探地雷达探测图像中的信号进行偏移归位,从而有效提高位置和范围计算的精度。然后通过探地雷达图像精细配准算法或标间配准算法,将两幅图像的相似区域完全对应到相同位置。最后,选择适合的滑动窗口,通过相关性比较探地雷达数据的差异,度量地下异常的位置和范围。 探地雷达数据预处理在探地雷达图像数据的采集过程中,噪声干扰是难以克服的现象。随着探测深度的增加,反射信号的噪声也越来越明显[77-78]。噪声干扰按照来源区分,主要有以下几类:一、发射天线和接收天线之间存在耦合波干扰。即使采用了金属等屏蔽材料,依然不能保证发射天线的电磁波不会耦合到接收天线上;二、发射天线与发射电缆阻抗不匹配。发射天线与发射电缆连接时必须考虑阻抗匹配问题,否则会导致能量损耗,形成驻波干扰信号;三、天线发射信号与天线屏蔽罩之间的振荡干扰。对于宽频带天线而言,屏蔽罩难以保证对所有频率信号均良好屏蔽,往往会存在天线发射信号与天线屏蔽罩之间的振荡干扰;四、天线馈点反射信号干扰。馈点是天线与馈线的连接点,尽管可以采用吸收材料吸收部分反射信号,仍会有部分信号引起驻波干扰;五、发射脉冲信号的旁瓣干扰。理论上,发射脉冲信号不存在旁瓣,在现实中不可能只有主瓣信号,这些旁瓣信号也会引起干扰。 ........ 结论 本文以探地雷达探测图像为研究对象,重点分析了目前探地雷达用于城市道路地下病害探测的相关技术难点,重点突破探地雷达图像解释难度大、人力解释经验需求高、解释周期长的困难。重点围绕城市道路地下异常识别与度量的目标,建立城市道路地下空洞动态演化模型,研究基于探地雷达图像的异常识别、异常度量等关键问题。本文的主要工作可以归纳如下:一、通过城市道路地下病害物理模型实验,能够得到以下结论:当地下施工等扰动发生时,一方面由于扰动形成地下空洞,周围土体由于受到应力不均,引起密实度下降,从而引起路面沉降。另一方面,地下形成空洞会导致地下土体与空气接触,水分持续挥发引起密实度下降,进而引起路面沉降。二、通过城市道路地下异常识别算法研究,能够得到以下结论:1、由于地下空洞和金属管线两种异常均能引起希尔伯特边际谱的变化,因此基于希尔伯特边际谱的地下异常识别算法不仅可以用于地下空洞的探测,还可以用于金属管线的探测。基于希尔伯特边际谱的地下异常识别算法能够对单一的砂质粉土模型,通过边际谱的幅值大小估计密实度状况,进而发现地下异常。在城市道路地下探测的过程中,受到地下管线、构筑物等影响,通过上述算法估计的密实度可能存在误差。2、基于核匹配追踪的地下异常识别算法。通过小波核函数的占比估计密实度状况,从而发现地下异常。平均密实度的估计结果不会受到金属管线的干扰,对探测地下松散和空洞病害具有较好的应用前景。三、通过城市地下异常度量算法研究,能够得到以下结论:1、通过迭代 Myriad 滤波降噪算法,降低探地雷达数据中的噪声干扰,取得最佳信噪比为 ,与 Myriad 滤波降噪算法相比信噪比提升了 。因此,相比于Myriad滤波降噪算法,迭代Myriad滤波降噪算法能够取得更好的滤波效果。2、通过克希霍夫积分偏移算法,能够对探地雷达探测图像中的信号进行偏移归位,当参数为 30 时,可以达到最佳的偏移效果。3、通过探地雷达数据精细配准算法或标间配准算法,保持数据的一致性。通过实验证明,精细配准和标间配准在丢道达到 90%的情况下,还原的探地雷达数据与原数据的相关系数仍然能够达到 以上。这就能够部分去除由于数据丢道、采集软件设置、含水率变化等因素引起的一致性差异。由于配准通过水平和垂直方向的差值实现,因此减少了对信号特征的破坏。..........参考文献(略)
雷达:探索宇宙,改变世界 雷达是一种利用电磁波进行探测的技术,可用于多种领域,例如天文学、气象学、军事等。雷达技术的应用范围越来越广泛,对人类的生产生活起到了重要的推动作用。 探索宇宙:宇航员的“眼睛” 在太空探索领域,雷达是最常用的技术之一。它可以帮助宇航员探测星球的表面特征、确认陨石坑和山脉、探查行星大气层等。其在探险中提供了重要的数据,使科学家们更好地了解宇宙的奥秘。 实际上,雷达不仅可以被用来检测恒星系统和行星,还能被用来测量银河系中的距离、形状和质量。科学家们甚至能通过雷达技术探测到遥远星系中行星的存在和特征。由此可见,雷达技术对太空探索中的研究有着重要的意义。 改变世界:气象预测和民用 雷达技术在气象学中的应用可以帮助科学家预测天气并为人们的航空旅行、交通运输等提供准确的数据。借助雷达,科学家们可以了解风暴云、霾、降雨带等信息,从而为人们提供更准确的天气预报和气象服务。 除此之外,雷达技术在民用领域中也起到了重要作用。例如,它在建筑、道路和大坝的结构安全检测和监控中发挥了重要作用。同样,汽车厂商也在利用雷达技术研制更安全的自动驾驶汽车。 结语 雷达技术的应用在不断地拓展,对人类的各个领域都有着广泛的影响。在未来,我们可以期待雷达技术不断发展,为人们提供更加丰富的服务和更高水平的数据。
同学,我是田雨,请你独立完成作业,如果有不懂的可以直接来问我
雷达,是英文Radar的音译,用无线电的方法发现目标并测定它们的空间位置。下面是我精心推荐的一些雷达技术论文,希望你能有所感触!
雷达无源干扰技术
[摘 要]分析了雷达无源干扰技术中的假目标和雷达诱饵。论述了缩小目标雷达截面积也是一种重要的雷达无源干扰技术。指出了雷达无源干扰中的两种主要设备,即反射器和箔条干扰。
[关键词]电子对抗 雷达无源干扰 角反射器
中图分类号:TD367 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)04-0027-01
引言
无源电子干扰是指利用本身不发射电磁波的器材反射或吸收电磁波而形成的对电子设备的干扰。亦称消极干扰。按作用性质,分为压制性无源干扰和欺性无源干扰。按干扰原理,分为反射型无源干扰和吸收型无源干扰。反射型无源干扰是采用反射特性好的器材,大面积投放,形成强烈的干扰杂波,以掩盖目标回波信号;或者断续投放、布设反射器材,形成假目标,对电子设备进行欺。吸收型无源干扰是在目标上涂覆电波吸收材料,把照射到目标上的电磁能量尽量转换成其他形式的能量,而把反射的电磁能量减至最小,使电子设备接收的目标回波信号大大减弱,导致电子设备对该目标的探测能力严重下降;或者是在光电设备与目标之间的光波传播路径上,施放吸收型烟幕、水雾及其他消光气溶胶,阻断光电设备对目标的探测和跟踪。常用的雷达无源干扰器材主要有箔条、角反射器、龙伯透镜反射器、假目标、电波吸收材料以及气悬体等。本文主要讨论雷达无源干扰技术。
1.雷达无源干扰技术
.假目标和雷达诱饵
用来欺雷达的反射体。它们对雷达产生假的目标信息,是破坏敌防空系统对目标的选择、跟踪和杀伤的有效对抗手段之一。主要用于飞机、战略武器的突防和飞机、舰船的自卫。假目标和雷达诱饵在使用场合和性能上是有区别的。假目标通常用于对付敌防空系统的警戒指挥雷达,一般在构造上比较复杂,性能较逼真,带有发动机,能主动、独立地飞行,如火箭式假目标和无人驾驶飞机等。雷达诱饵常用于对付飞机和舰船。为了破坏雷达或导弹的跟踪系统而发射或投放的假目标,使雷达或导弹的跟踪系统转而跟踪雷达诱饵。主要有火箭式雷达诱饵、拖曳式雷达诱饵和投掷式雷达诱饵等三种类型。对假目标和雷达诱饵的要求是它们的雷达截面积必须等于或大于真目标,并且具有与真目标相同的速度特性、回波跳动特性等。
.缩小目标雷达截面积
雷达是依靠目标的回波来发现目标的。因此,缩小目标的雷达截面积可减小目标对雷达电波的反射。这是一种基本雷达对抗技术。正确设计目标的外形和采用强度高、比重小、能吸收雷达回波的复合材料制做目标,能使其雷达截面积显著减小。但是,进一步缩小目标雷达截面积的方法是将微波吸收材料涂在目标表面上,使雷达接收到的信号减弱,甚至接收不到回波信号,缩短雷达的探测距离。这种涂层称为反雷达涂层。按对电磁波吸收原理的不同,反雷达涂层可分为四种类型。①吸收型涂层:雷达电波碰到涂有这种材料的目标后不产生反射,能量绝大部分或完全为涂层所吸收。②干涉型涂层:进入涂层经由目标表面反射回来的反射波和直接由涂层表面反射的反射波相互干涉而抵消,使总的雷达回波为零。③谐振型涂层:包括很多吸收单元,调整各单元的电参数和尺寸,使它们对入射电磁波的频率谐振,从而使入射的电磁波严重衰减。④放射性同位素涂层:将放射性物质涂覆于目标上,使目标表面附近的局部空间电离,形成能够吸收电磁波的等离子体屏。
2.雷达无源干扰设备
利用本身并不产生电磁波辐射的器材对电磁波的反射、散射、折射和吸收作用改变雷达的回波特性,破坏和妨碍敌方雷达对己方目标探测与跟踪的技术,也称消极干扰技术。雷达无源干扰的优点是设备体积小、重量轻、制造简单、 价格低廉、 使用方便、适应性强,并能对不同方向上的各种频率、各种极化的雷达同时进行有效的干扰。雷达无源干扰常用的器材有箔条、反射器、假目标和雷达诱饵,以及微波吸收材料等。
.箔条干扰
箔条是指干扰丝、干扰片和干扰绳(带)。通常是由金属箔切成的条、涂覆金属的介质(常用的是涂覆铝、锌、银的尼龙丝和玻璃丝),或直接由金属丝制成。箔条干扰就是在空间投放大量随机分布的金属反射体,以产生二次辐射对雷达进行干扰。
箔条干扰的样式主要有两种:一种是压制式干扰,即向一定的大气空间大量投放箔条,形成干扰走廊,用以掩护机群。这种干扰在雷达荧光屏上形成很强的类似噪声的杂乱回波,因而可以掩盖目标回波;另一种是欺式干扰,即当飞机、舰船被雷达跟踪时才投放箔条,形成假目标,这样雷达便跟踪比飞机、舰船回波强很多倍的箔条干扰团,使飞机、舰船摆脱雷达的跟踪。
箔条的长度和直径(或宽度)的选择,必须尽可能保证在宽的频率范围内对电磁波产生最有效的反射。因此,广泛使用的箔条长度约等于被干扰雷达波长的一半,通常称为半波长振子(也称偶极子)。这是因为半波长振子对电磁波谐振(实际上使箔条对电磁波谐振,半波长振子的长度应略短于被干扰雷达的半波长),反射最强,雷达截面积最大。在空中水平取向的单根半波长短箔条的平均雷达截面积为 σ/2=λ2。在空中随机取向的单根半波长箔条(或经过加工的短的半波长箔条)的平均雷达截面积为:σ/2=λ2。雷达截面积只与波长λ有关,箔条的宽度和厚度只是为了适应机械强度、制造工艺和空气动力方面的需要。
箔条通常都做成固定的包装(包或束),每包箔条的数量取决于被掩护目标雷达截面积的大小和干扰的波段。为了达到干扰敌方雷达以掩护己方目标的目的,每包箔条的总雷达截面积应大于被掩护目标的雷达截面积。单根半波长箔条都有一个相当于其谐振频率的10%~15%的半功率带宽,这样的频带对雷达干扰来说很窄。实际上,多采用很细的、长度不同的半波长箔条混合包装或投放多个箔条包,各个箔条包对应不同频带,以获得大的带宽。也可使用长达几米至几十米(长度为被干扰雷达波长的若干倍)的箔条,达到增大带宽和实现对各种频段雷达进行干扰的目的。
为了对任何极化的雷达均能有效地进行干扰,要求在空中投放的箔条是随机取向的。实际上,由于箔条的长短、材料和形状的不同,在大气中具有各自的运动特性。均匀的、短的半波长箔条,在空中基本上都是水平取向和旋转地下降。这种箔条对水平极化雷达的干扰效果较强,对垂直极化雷达的干扰效果较弱。长的或经过加工的短箔条,在空中的运动规律可能完全是随机的。短箔条在刚投放时,因受飞机湍流的影响也可能完全是随机的,它们都能对各种极化的雷达造成有效的干扰。
.反射器
用作假目标产生强烈的雷达回波的反射器有角反射器、伦伯透镜反射器、范・阿塔反射阵、雷达反射气球等。
角反射器:由三个互相垂直相交的金属平面构成的反射体,有三角形、方形、圆弧形角反射器之分(图1)。角反射器可以在较大的角度范围内,将入射的电磁波经过三次反射,按原入射方向反射回去(图2),并产生很强的回波。尺寸不大的角反射器也具有很大的雷达截面积。最大的雷达截面积主要取决于反射器的各个面间保持直角的精确度,微小的角度偏差和板面不平都将导致雷达截面积的显著减小。角反射器的方向图约为25°~50°。三角形角反射器的方向图比较宽平,界面刚度较大,制造要求也不高,因而被广泛采用。
伦伯透镜反射器:在伦伯透镜的局部表面镀上金属而成。根据所镀金属反射面的大小,有90°、140°、180°反射器之分。伦伯透镜是一个层状结构的介质球体,其外层的介电常数与空气相近,越向球心介电常数越大。照射到透镜表面的平行电磁波射束,经介质在球体金属反射面内的一点聚焦,从金属反射面反射,又经过介质再返回发射源方向,因而具有很大的雷达截面积和良好的方向性、频率特性。伦伯透镜的方向图宽度约为90°、140°、180°,其中以140°左右时的特性为最好。
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工程地质是一门认知工程-地质相互作用规律和过程的科学,它的使命是保障人类工程活动的安全。下面是我为大家整理的工程地质论文,供大家参考。
工程地质论文 范文 一:隧道工程地质雷达检测分析
【摘要】通过实际工程应用,介绍地质雷达的特点、原理和探测解析 方法 ;在隧道工程的超前地质探测预报以及隧道结构检测的应用中,证明了地质雷达的实用性、先进性及其实际应用中的重要作用。
【关键词】公路隧道;地质雷达;检测;超前预报;应用
1、工程概况
小北山二号隧道为长隧道,按左、右线分离布设。左线隧道起讫里程ZK19+571~ZK21+091,长1520m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高,坡高~,隧道最大埋深约209m。右线隧道起讫里程ZK19+599~ZK21+081,长1482m,揭阳端洞口采用削竹式,洞口设计标高,惠来端洞门采用削竹式,洞口设计标高,坡度~,隧道最大埋深约212m。隧道位于丘陵地区,山体地形陡峭,山体植被较发育,山体发育花岗岩孤石,大小不一。隧址区基底主要为燕山期花岗岩,局部见辉绿岩岩脉,覆盖层由粘土、全~强风岩组成,基岩由中~微风化岩组成。隧址区地下水类型主要为 潜水 ,含水层主要为第四系松散层的孔隙及中~微风化岩的风化裂隙。
2、地质雷达的发展及其应用
随着社会的高速发展,有很多的方便加上很多的仪器可以在岩土勘察中使用,重要的方法有弹性波法及其电磁波法。在实际工程当中经常使用的电磁波法就是地质雷达,隧道地震探测仪比较适合远距离宏观的地质问题探测;并且地质雷达方法可以结合高频电磁波而进行非常快的无损伤探测,因此频段非常高的话可以在隧道结构当中进行检测。公路的隧道工程埋深、规模以及数量随着时间的增加而不断地变多,而在施工的过程当中也遇到了很多复杂的工程地质条件。虽然说在设计以前都作了非常详细地质勘察,但是在隧道实际的开挖施工当中,还会有非常多的问题发生的。从这些方面就可以很好地说明,在隧道施工过程当中的围岩稳定性状况以及一些掌子面前方的实际情况,并且做出及时地超前预报。当隧道发生一些事故或者竣工以后,应该结合现行的规范上面要求以及隧道本身的结构特性,不但应该在隧道的表面进行观测以及净空断面进行测量,需要的时候还应该采用地质雷达进行一些更深入的检测,例如围岩的密实完整稳定的情况、钢拱架的分布情况、有无离析以及蜂窝麻面、衬砌混凝土的均匀一致性以及相对应的完整性以及衬砌有效厚度等等。经过实际的情况可以证明,地质雷达技术可以在隧道的施工当中作出非常详细的超前地质预报。现在,地质雷达检测技术已经发展到了单点探测以及连续探测的实时自动成图。而国外的国家探地雷达基本上是单脉冲雷达,其工作的频率在50到2G赫兹,最为代表性的国家是美国和加拿大。我们国家所生产的一系列地质雷达,结合地下工程的超前预报的特点,采用的是脉冲调制式,这个的探测距离非常大,而且分辨率也非常高,其工作的频率大约在160到220兆赫兹,其探测的距离可以达到40到60米,可以很好地适应超前地质预报以及部分的工程检测。
3、探测的原理以及方法
结合设计的图纸以及设计的任务书按照规定进行开展地质超前预报的工作,其预测应该是沿着隧道纵向三十米的范围以内对一些不安全的地质问题进行检查,对前面的地层岩性变化以及水文地质特征(软弱岩层的分布、断层发育及其影响带、水的赋存情况等)进行探测,对隧道围岩的级别进行分析,并列出一些施工的建议,确保隧道施工的安全,减少一些不必要的损失,为动态的设计提供所需要的地质参数,从而可以更好地为隧道施工进行服务。本次的地质预报使用的是地质雷达系统,运用了空气耦合型100兆赫兹的天线,结合探测的前方岩石的特点以及现场施工的条件,对距离30米左右进行详细地探测。而这次预报的工作面位于ZK19+735里处的地方,使用一些点测的方式,使用一系列的方法对工作面的正前方进行详细地预测。
4、数据的处理以及得出来的结果
对实际测量出来的资料用一系列的软件进行处理分析,再结合现场的岩性所具体的实际情况,选择一个比较适合的相对介电常数,进而得出来一些成果,在成果的解释当中,开始的时候,假如发现了有非常明显的反相位反射波组出现的话,就应该岩性变坏的一个表现;假如发现了有非常明显的正相位强波反射波组出现的话,就应该是岩层岩性变好的一个表现,结合反射波反射强度的实际大小就可以区分反射界面前方介质的一系列的特征。依据雷达数据处理结果并结合地质资料分析得出以下预报结果:(1)掌子面为强风化花岗岩,上方自稳能力差,中部伴随严重掉块,局部潮湿明显,推断围岩级别为Ⅴ级。(2)掌子面右侧前方4~10m(ZK19+739~ZK19+745)区域反射信号强烈,同相轴紊乱,推测此区域与掌子面情况类似,有明显破碎带,围岩完整性差,推断围岩级别为Ⅴ级。(3)掌子面前方10~15m(ZK19+745~ZK19+750)区域反射信号衰退稳定,同相轴平稳但仍存在断开处,推测此区域岩性略微好转,但依旧破碎且含水,推断围岩级别为IV级。(4)掌子面前方15~30m(ZK19+750~ZK19+765)区域信号较弱,加大增益后发现同相轴较为连续,推测此区域岩性好转,级别应为IV级。依据结果给出的建议:(1)ZK19+735掌子面围岩为强风化花岗岩,自稳能力差,局部潮湿明显,中部掉块严重,应严格控制进尺,加强支护,预防坍塌。(2)掌子面前方10m区域围岩与掌子面情况相似,稳定性差,破碎带明显,容易坍塌。严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。(3)掌子面前方20m区域后,岩性有所好转。建议采用上下台阶方法,并严格控制进尺,及时做好初期支护工作并保证强度,防止掉块与坍塌,同时做好排水工作。
5、结束语
地质雷达在隧道工程施工或者是后期的运营过程当中,可以很好地对工程的质量进行详细地检测,可以更严格地控制工程的质量,更好地检查工程的缺陷。假如说天线的频率特性以及工作的方法有一定的影响,而地质雷达在对介质参数的探测当中,还存在很多的争议,那么经过不断地完善以及发展,地质雷达在隧道工程检测当中一定有一个非常重要的角色。综上所述,应用地质雷达在地质超前预报当中可以精准地探测预报隧道施工当中危害的工程施工安全的相关地质灾害。而地质雷达可以探测出来隧道的结构中重要的施工缺陷,可以为有问题的隧道提供一些非常可靠的依据,这样就可以提高工作的效率,并且节省一些资金。
工程地质论文范文二:福仁山隧道工程地质研究
【摘要】福仁山隧道是中国水电十四局承建的西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段的一座典型隧道工程。该隧道地处秦岭南麓低中山区,位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,内部组成与构造变形十分复杂,工程地质现象较为特殊,具有一定的研究意义。
【关键词】福仁山隧道;工程地质特征;地质构造
1福仁山隧道工程概述
目前在建的西成客运专线按国铁Ⅰ级、双线建设,设计时速250公里每小时,功能以客运为主,从西安出发,穿越秦岭经陕西汉中、翻越米仓山进入四川境内,经四川广元至江油与绵成乐客运专线相接直抵成都,预计线路通车后,将大大缩短西安到成都的直线距离。从西安到汉中仅需1小时、到成都需3小时。该项目由西安至四川江油段和成绵乐城际铁路两段组成,全长660公里,项目投资估算总额约为688亿元。西成客专陕西段全长公里,建设工期5年。中国水电十四局负责西成铁路西安至江油段(陕西境内)站前工程XCZQ-5标段,正线全长。该标段主要包括:罗曲隧道进出口路基工程,隧道工程4座(包括部分得利隧道6330m、福仁山隧道、罗曲隧道、范家咀隧道)总长度,桥梁3座(金水河特大桥、酉水河大桥、金龙河大桥)总长度。福仁山隧道地处秦岭南麓低中山区,隧道范围平均海拔1200m,最高海拔为,洞身地表起伏较大,地表自然坡度为30°~40°,分布有众多基岩“V”形侵蚀谷,多为南北展布,隧道区域山高坡陡,基岩裸露,沟壑纵横,地形复杂,植被茂密。隧道起讫里程为DK159+。进口位于金水河牛角坝,出口位于酉水河宋家堰,最大埋深929m,最小埋深46m,洞身均位于直线以上,隧道以3‰上坡进洞至DK162+900后以8‰下坡出洞。进口位于金水河右岸坡地上,隧道中含有一座斜井,为本标段重点控制隧道。本隧道建筑限界采用《高速铁路设计规范》(TB10621—2009)中规定的限界尺寸,隧道内采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道内线间距为.曲线上隧道衬砌内轮廓不加宽,施工针对围岩情况采取短进尺、分部开挖和初期支护,二次衬砌及时跟进,以确保施工安全。
2沿线气候条件
本区域为亚热带湿润季风气候,特点是温暖湿润,四季分明,降水量多集中在夏秋季节,常有暴雨灾害,年平均气温℃,极端最高气温℃,极端最低气温℃,年平均降水量,年平均蒸发量,最大积雪厚度4cm。
3工程地质特征
地层岩性
隧道通过的地层主要有第四系全新统(Q4),志留系下统(S1),元古界中上统(Pt2-3)及太古界(Ar)的构造岩类。(1)第四系全新统(Q4)主要包括:膨胀土(Q4d19)、卵石土(Q4d17)、碎石土(Q4d17、p17)、块石土(Q4d18),多为灰黄色,粒径小于或等于2-60mm的约占10%,大于60-100mm的约占25%,大于200mm的约占55%。(2)志留系下统(S1):片岩夹大理岩(S1Sc+Mb),大理岩(S1Mb)、片岩(S1Sc)、主要为灰黄青灰色变晶结构,片状块状构造。(3)元古界中上统(Pt2-3):变粒岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),大理岩夹片麻岩(Pt2-3Mb+Mb)。多为灰褐色,浅灰色,风化厚度约为1-10mm。(4)太古界(Ar):片麻岩夹大理岩(Pt2-3Gr+Mb),灰褐色,浅灰色粒状变晶结构,块状结构,风化厚度2-8mm。(5)构造岩类主要包括:碎裂岩,多为青灰色、灰褐色,宽度约20-65m,工程地质较差。
地质构造
福仁山隧道位于商丹断裂带和勉略-巴山弧形断裂构造带夹持的南秦岭构造带,相当于秦岭造山带的蜂腰部位,隧道主体位于佛坪窟窿的南半部,历经多次地质构造活动的影响,其内部组成与构造变形十分复杂。目前已经发现的主要断层包括:f66、f67、f68、f69、f70、f70-1、f71、f71-1、f71-2,其中f66为逆断层,产状N65°-N80°W(65°-N75°),破碎带宽约为10-30m,断层带物质成分为碎裂岩,局部夹断层角砾岩,断裂带内部岩体较为破碎,隧道洞身通过地段为DK159+856~DK159+。f67为逆断层,产状N60°-N80°W(50°-N65°),断裂带宽30~40m,内部成分为断层角砾,洞身通过地段为DK160+281~DK160+318。另外,隧道段还发育两处背斜及一处向斜,背斜核部洞身中心里程为DK165+543~DK169+062,岩体破碎,节理发育,向斜核部未穿过洞身,富水,岩体破碎,节理发育,由于隧道区各地质体的发育时代,构造运动强烈,区域性大断裂贯穿东西,发育数条低序次断裂,岩石节理裂隙较发育,分布较多节理密节带,岩体较破碎-较完整。
不良地质及特殊岩土
(1)隧道范围内不良地质为隧道进口处左侧分布的大理岩岩溶,岩溶现象主要发育在隧道进口左侧金水河右岸的大理岩中,以溶洞形式发育,溶洞直径约1-3m,可见延伸深度大于10m,不完全填充,充填物为角砾及杂砂土。(2)隧道范围内的特殊岩土为膨胀土,具弱-中等膨胀性。
4工程设计情况
针对福仁山隧道地层岩性多样、地质构造复杂、不良地质现象多发的工程地质特点,施工单位在详细的实地勘察和室内研究的基础上,制定了较为科学合理的设计方案:(1)洞口工程采用斜切式洞门,并设置明洞段,出口采用倒斜切式洞口边仰坡设置截水天沟,边坡采用锚网喷支护。(2)洞身工程隧道内部采用“通隧(2008)0201”中的衬砌内轮廓,轨面有效面积为92m2,隧道采用复合式衬砌,初期支护采用喷锚支护设置喷混凝土,锚杆,钢筋网,钢架,二次衬砌等,各衬砌类型预留变形量,特殊地形地质地段对支护 措施 采用管棚,小导管等措施进行了加强。
参考文献:
[1]王毅才.隧道工程[M].北京:人民交通出版社,2013.
[2]兰州铁道学院.隧道工程[M].北京:人民铁道出版社,1977.
[3]张咸恭.工程地质学[M].北京.地质出版社,1983.
[4]高速铁路设计规范(TB10621—2009)[S].2009.
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