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探地雷达用于探测近地表的异常特征,具有较高的分辨率,其应用范围越来越广泛.为了提高正演模拟的精度,本文采用直接从概括电磁场普遍规律的麦克斯韦旋度方程出发的时域有限差分法(FDTD)进行正演模拟,即将麦克斯韦旋度方程转换为差分方程组,在一定体积和一段时间内对连续电磁场的数据取样.因此,它是对电磁场问题的最原始、最本质、最完备的数值模拟.采用时域有限差分法模拟探地雷达剖面,既能准确地模拟其运动学特征,也能精确地模拟其动力学特征.采用时域有限差分法模拟探地雷达剖面是在计算机的数据存储空间中对连续的实际电磁波的传播过程在时间进程上进行数值模拟,在探地雷达剖面的实际模拟过程中,边界总是开放的,电磁场将占据无限大空间.但由于计算机的内存总是有限的,故只能模拟有限空间.为了克服时域有限差分网格在某处被截断所引起的非物理的反射在模拟结果中所带来的误差,必需采用吸收边界条件.在FDTD正演模拟中,吸收边界条件的选用对模拟结果的精度很重要,这一直是人们不断改进和完善的部分.本文的研究采用了超吸收边界条件,较好地克服了上述现象所引起的非物理的反射.为了对比其效果,同时还采用了传统的近似声波方程正演模拟,并将两种方法的结果进行了对比.在对雷达剖面进行正演模拟的基础上,本文还将基于标量波动方程的逆时偏移算法运用到探地雷达的资料处理中.探地雷达资料的逆时偏移处理能克服以往的偏移处理方法(绕射扫描偏移、科希霍夫积分方程偏移等)的局限性,能够适应地下介质空间中雷达波速度横向变化的情形;对雷达剖面进行逆时偏移处理,有利于提高雷达剖面的分辨率,便于雷达剖面的定量解释.本文采用时域有限差分法实现了若干二维地电断面模型的正演模拟,并将洞穴模型的模拟结果同实际目标体上的雷达响应结果进行了比较,表明正演模拟的算法是正确的.此外还采用逆时偏移处理的算法实现对模型资料与实测探地雷达剖面资料的处理,均取得了良好的效果.