1、探地雷达
1.1 工作原理
探地雷达(Ground Penetrating Radar,简称GPR)在国内也称为地质雷达,它是利用超高频(106~109Hz)脉冲电磁波探测地下介质分布特征的一种地球物理方法。其工作原理是,宽带脉冲发射天线将纳秒高压脉冲源提供的电脉冲信号转化为脉冲电磁场,并以脉冲电磁波形式射向目标体。宽带脉冲接收天线将来自目标体的反射脉冲电磁波转化为电脉冲信号传送给宽带取样示波器后以时域方式显示出来,再经计算机处理后给出时域特性或频域特性显示。在雷达移动探测过程中,定时向地下发射脉冲电磁波,并不断接收到目标体的反射波,它们组成雷达剖面图像。通过对雷达图像的判读可确定目标体(管道、洞穴、埋藏物、地层等)的分布特征。也可以通过读取接收到的反射波传播时间和求取电磁波传播速度来计算目标体的埋藏深度。
（1） SIR-3000型地质雷达 （40-50万元）
生产商：美国地球物理探测公司（GSSI公司）
经销商：北京西尼德克仪器设备有限公司

技术参数：
1.单通道实时数字采集处理器探地雷达，操作平台为Windows CE。
2.主机可适配所有高中低频雷达天线，频率范围从16MHz到2.2GHz。
3.存储器：1G内存。可插标准CF闪烁内存卡。
4.显示器：强光8.4”TFT 800X600分辨率，64K彩显。
5.显示模式：线扫描、示波器式。
6.显示方式：实时彩显，彩色/灰阶行扫描，变面积/波形显示，线性扫描方式中可使用256种色源来表示信号的幅度和极性。
7.数据格式：RADAN (dzt)
8.扫描速率：最高可达300线/秒。
9.样点字节：8位或16位。
10.扫描样点数：256/512/1024/2048/4096/8192 
11.操作模式：须具备连续测量、测量轮、点测三种模式可选。 
12.测量范围：0～8000ns自选； 
13.增益：手动或自动。1～5节点(-20～+800dB可调)。 
14.滤波器：垂直滤波器－有限、无限低通和高通可调。水平滤波器－叠加、背景去除。 
15.动态范围：120dB。 
16.尺寸：315 x 220 x 105mm左右，重量：4.1kg。
17.电源：要求电池内置，外接电源10.8VDC，15VDC 
18.具有位置自动伺服系统，便于信号的准确接收。 
19.迭加：2～32768个扫描。
主要特点：
1. SIR-3000型雷达的一体化设计，加上内置式可充电电池，性能坚固耐用，整机仅4公斤重，是目前市场上最轻便的雷达系统；
2. SIR-3000型雷达高分辨率强光型液晶显示，可在野外强光下操作；
3. 除了传统的USB、Ethernet, RS-232等接口外，还配备了独特的微型闪存装置，提供更便捷、快速的数据传输方式； 
4. 目前GSSI公司提供的雷达天线种类是最多，使购买我们雷达的用户具有了强大的扩展余地，可满足不同工程检测的需要。而且，所有的天线都可与SIR-20/SIR-3000型雷达主机兼容。频率从16MHz到2.2GMHz
5. 天线和主机之间使用完全频蔽的同轴电缆进行数据传输，更加结实耐用，防土、防尘能力强，不受环境限制。 
6. GSSI公司开发的各种功能的雷达软件包更丰富了雷达系统的应用，除了配备专用的雷达数据后处理软件，用户还可根据自己需要选择特殊功能的软件模块，并且所有雷达软件基于Windows2000/NT/XP，可在PC机上进行数据处理。
（2）Zond-12e 地质雷达（36~40万元）
生产地：拉脱维亚
经销商：欧美大地仪器设备有限公司（中国）
性能参数：
   单通道或双通道
• 探测时间范围：1 至2000ns，步长1ns
• 发射脉冲频率: 115 kHz
• 扫描速率(max): 56/秒（单通道）； 80/秒（双通道）
• 探测采样率: 512/s
• 分辨率：16 bit

• 增益范围: 用户可根据不同的增益选择线性增益或指数增益
• 增益控制范围: 0 to 80 dB
• 动态范围: 128 dB
• 滤波器:用户可选择高通滤波器：0.00；400；800Hz
• 探测模式: 连续或步进堆叠
• 数据接口：以太网接口
• 输入电源: 背带式充电电池组 10.5-13VDC，0.4A
• 电池容量: 6.5 Amp*h
• 耗电电流: 0.7 A
• 尺寸(不含PC 机): 35x30x5.5 cm
• 重量(不含PC 机): 3.0 Kg
技术优势：
在野外环境适应方面和数据采集的操作方面：
① 可单人操作，主机仅3kg；
② 密封金属机壳，可很好地适应风沙和潮湿环境，并且抗干扰能力强；
③ 只要按动滚动、回车和空格键即可操控所有的现场数据采集工作，便于将计算机密封在塑料袋内，不需要使用鼠标；
④ 可选购遥控设备，用于地质雷达的操纵及数据采集
⑤ 速度快，脉冲重复频率为115kHz；
⑥ 手动、距离、时间、GPS触发；
⑦ 便携式蓄电池，可连续工作16个小时；
⑧ 可对主控单元的工作状态进行自检；
⑨ 雷达与计算机已实现无缝连接；
（3）LTD-2100便携式探地雷达（28万元）-建议采用
生产地：中国青岛
经销商：青岛国科海洋环境工程技术有限公司

性能参数：
1.  系统增益：160dB；
2.  发射脉冲重复频率:64~512kHz 可选；
3.  时间窗：2～1us，可选；
4.  A/D：16位；
5.  采样点数：128~4096样点/扫描，可选；
6.  扫描速率：8～300扫描/秒，可选；
7. 水平距离标记：手动或测量轮自动标记；
8.  连续工作时间：不小于8h。
9. 尺寸： 300*210*60mm
10. 重量（含电池）：≤3kg
11. 功耗：20W
12. 供电方式：内置12V锂电池，或外接12V直流电源
技术特点：
① 基于ARM开发，体积小、重量轻、功耗低；
② 系统采用分布控制、流水作业，得以实现更多的实时数据处理功能；
③ 更多使用的DSP可以实时完成滤波、背景消除、边缘锐化等处理，突出目标特征，降低图像判读难度；
④ 基于WinCE操作系统开发的实时采集软件LTDSample和雷达数据处理软件IDSP6.0是全中文界面，操作简便、易上手；
⑤ 随仪器为用户提供仪器操作和数据处理解释的多媒体演示和典型工程探测图谱，使用户快速成为行家里手。

2、三维激光扫描仪
目前，大多数激光扫描仪所采用的工作方式是脉冲激光测距的方法，采用无接触式高速激光测量，以点云形式获取扫描物体表面阵列式几何图形的三维数据。该类仪器主要是由一台高速精确的激光测距仪，配一组可以引导激光并以均匀角速度扫描的反射棱镜。激光测距仪由其内部的激光脉冲二极管发射激光脉冲，经过旋转棱镜，射向被测物体。然后通过探测器，接收并记录由自然物表面反射回来的激光脉冲，从而进行测距。对每一个扫描点而言，可以测得测站至扫描点的斜距，再配合扫描的水平和垂直方向角，可以得到每一个扫描点与测站的空间相对坐标。若测站的空间坐标已知，那么就可以求得每个扫描点真实的三维坐标。
（1）徕卡HDS8800（195万元）
生产地：瑞士
经销商：广州市欧克地理信息技术有限公司
HDS8800是目前扫描距离最远的扫描仪距离2公里，今年3月份刚进入中国市场；中国地质环境监测院购买的产品为徕卡HDS7000。
性能参数：
1、最远扫描范围可达2000 m
岩石表面可达1400 m
2、扫描视场角
垂直80°
水平360°
3、工作温度 0℃至+50℃
4、整机重14 kg，IP 65
5、1类激光，扫描速度为8800点/秒
6、手持式外业控制面板，防强光干扰，
7、内置7000万像素数码相机
8、可拆卸的电池组，保证3小时连续扫描
优势：
徕卡测量系统是全球最大的测量仪器及软件的研发商和制造商， 是三维激光扫描仪领域的领导者。徕卡测量系统为您提供国际水平的培训和全球化的技术支持，这也是徕卡产品受到广大用户青睐的另一个重要因素。其中培训包括了室内理论和室外实践两种。
（2）徕卡ScanStation C10（135万元）---建议采用
scanstation c10是目前世界上集成化程度最高的扫描仪，去年7月份在中国上市。
性能参数：
单次测量精度：6mm
点位：4mm
距离：60μrad / 60μ
角度(水平/垂直)：rad (12"/12")
标靶获取精度：2mm
范围：300m @ 90%；134m @ 18%反射率 (最短0.1m)
扫描速率可达50,000点/秒，最大即时速率
光斑大小 4.5mm/0～50m（全宽半高基准），7mm (基于高斯面)
视场角----水平方向360度，垂直方向270度

优势：
1. 更低的成本
2. 快速
3. 精度更高，细节更丰富
4. 更安全
5. 更少的介入性
6. 更丰富的信息
徕卡HDS典型应用案例
地质灾害应急
项目名称：新疆雪崩灾害现场调查
实施单位：中国地质环境监测院、徕卡测量系统贸易（北京）有限公司
使用仪器：ScanStation 2
使用软件：Cyclone、Cloudworx for AutoCAD
项目背景：
    2008年3月13日13时许，中国西气东输二线工程霍城县境内大东沟隧道施工现场发生雪崩。现场地质环境复杂，坡面有大量积雪，随时有垮塌的危险，常规的测量手段无法介入，同时在隧道的南口，工程进度紧迫，需要尽快对灾后的地质条件进行评估，出具科学全面的报告。
取得成果：
    为了满足地质灾害专家的需要，工作人员现场制作了灾害地区的1:100地形图，同时对隧道的内部进行了测量，以了解雪崩对洞体的影响。通过一天的扫描得到三套数据：地形点云（进一步可量测各种坡度坡向数据）、危险岩体裂隙量测分组、精细的等高线地形图，这些数据给地质专家提供了科学的决策信息。
优势比较：
此次应用充分的发挥了扫描技术的非接触、高清晰的两大特点。对于危险的滑坡洞口扫描，最大限度的缩短了在雪崩现场的测量时间，保证了测量的安全性，同时获得了足够的点云数据。同传统的测量手段比较，扫描点云可以精确的反映微细地貌特点，尤其在隧道南口的测绘中，扫描点云清晰的反映了岩石的裂隙、产状等数据，为地质专家的评判决策提供了精确的空间信息。此次应用证明了徕卡HDS三维激光扫描技术的优越性：高效率、非接触的扫描测量方式保证了外业采集的安全性；精确细致的点云数据保证了测量成果的真实性和可靠性；完整流畅的软件工具保证了成果的现势性，特别对于此类时间要求非常紧迫的测量任务。
（3）I-Site 8800（200万元）
生产商：美国美测测绘公司
经销商：北京未来星空科技发展有限公司

基本参数：
尺寸 455h x 246d x 378w
重量 14kg
内置电池：可更换 , NiMh 电池，可供 3 小时连续工作
内置补偿器：水平精度 20 ”
操作温度： 0 to + 50 °C ( 短时工作 -20 to + 50 °C )
可靠性： ISO 9022
防护级别： IP-65 (IEC 60529)
数据存储：工业 PC ，通过以太网线连接
标准三角基座安装
提供 5/8 ”标准 GPS 安装接口
坚固防水运载箱
特点：
激光扫描仪: 最远距离可到2000米，速度达每秒8800点，垂直80°，水平 360° 视场角。
集成数码相机: 7千万像素球幕相机，不需要额外校准或数据处理。
人性化设计: 设计为可1人携带及操作，所有功能内置。
照准望远镜: 内置，测绘专用的望远镜，可用于后视。
手持操作控制器: 工业级防水防尘平板电脑用于扫描参数设置、扫描控制和结果查看。