方法概述：探地雷达法(Ground penetrating radar, GPR)，是利用一个天线发射高频宽带（1MHz~1GHz）电磁波，另一个天线接收来自地下介质界面的反射波而进行地下介质结构探测的一种电磁法。由于它是从地面向地下发射电磁波来实现探测的，故称探地雷达。有时亦将其称作地质雷达。它是近年来在环境、工程探测中发展最快，应用最广的一种地球物理方法。

 方法特点：探地雷达法的发射天线与接收天线之间距离很小，甚至可合二为一。当地层倾角不大时，反射波的全部路径几乎是垂直地面的。因此，在测线不同位置上法线反射实际的变化就反映了地下地层的构造形态。

 方法原理：探地雷达利用以宽带短脉冲（脉冲宽为数纳秒以至更小）形式的高频电磁波（主频十几兆赫至数百以至千兆赫），通过天线（T）由地面送入地下，经底层或目标体反射后返回地面，然后用另一天线（R）进行接收。

图1反射雷达探测原理

脉冲旅行时为

当地下介质中的波速(m/ns)为已知时，可根据精确测得的走时t(单位为ns，1ns=10^-9s)，由上式求出反射物的深度(m)。波的双程走时由反射脉冲相对于发射脉冲的延时进行测定。

  反射脉冲波形由重复间隔发射（重复率20kHz~100kHz）的电路，按采样定律等间隔地采集叠加后获得。考虑到高频波的随机干扰性质，由地下返回的反射波脉冲系列均经过多次叠加（叠加次数几十至数千）。

  若地面的发射和接收天线沿探测线以等间隔移动时，即可在纵坐标为双程走时t（ns）、横坐标为距离x（m）的探地雷达屏幕上绘描出仅仅由反射体的深度所决定的“时-距”波型道的轨迹图。

图2 雷达剖面记录示意图

  与此同时，探地雷达仪即以数字形式记下每一道波型的数据，它们经过数字处理之后，即由仪器绘描成图或打印输出。

  探地雷达图像由于呈时-距关系形式，因此，类似于地震记录剖面，画面的直观性较强，波形图面上同一反射脉冲起跳点所构成的“同相轴”可用来勾画出反射界面。当然，对于有限几何体的界面，只要返回的能量足够，图面的各道记录上均可追踪反射脉冲同相轴，这自然就歪曲了目的体的实际几何形态。

图3为点状反射体的理论计算图像。图上画了六种不同介质波速度条件下的同相轴曲线，可以看出，点状体的异常成双曲线的一种形态，其峰顶的横向和纵向位置即为点状体的地面位置和深度。

  介质速度越小，异常峰尖就越明显；埋深越大、天线距越大，双曲线就越平坦。类似于地震剖面，为达到直观效果,必须对图像进行偏移归位校正。

图4为有限几何体埋入水中后在水面上的实测图像，证实了计算的规律。由图可见，在有限体的边、角部位，常因绕射现象而使图像复杂化。

图3 点状体的雷达计算图像

值：0.23， 0.19，0.15， 0.11， 0.07， 0.03m/ns；

(a)天线距0 m，埋深1 m；(b)天线距1 m，埋深1 m；(c)天线距1 m，埋深2 m；

图4 埋入水中充气排球的雷达探测结果

球径21 cm，顶深0.85 m，波速0.033m/ns

(摘自地电场与电法勘探；李金铭编著)