HyperStacking 超叠加技术 HyperStacking(超叠加技术)是GSSI公司在其实时采样(RTS)技术基础上为探地雷达领域开发的一项创新专利技术,其核心在于通过多扫描信号叠加处理提升探测性能,主要应用于市政工程管线探测、浅层地质调查等领域。 该技术最早于2019年随200MHz数字化天线系统推出,2024年进一步应用于UtilityScan HS系列设备中,成为GSSI新一代探地雷达的标志性技术。 核心技术点解析 多扫描信号叠加处理 超叠加技术(HyperStacking)通过实时平均叠加多个独立扫描结果,有效降低随机噪声干扰,提升信噪比。 这种处理方法能让微弱信号得以增强,同时保留有效反射波特征 射频噪声抑制机制 采用专利算法对环境中50/60Hz等工频干扰进行智能过滤,在复杂电磁环境下仍能保持数据稳定性。 深度分辨率优化 与传统天线相比,HyperStacking实现了更大的穿透深度和更高的纵向分辨率。测试数据显示其对非金属管线的识别能力提升显著。 实时处理架构 在保持传统RTS技术测量速度的同时,通过硬件加速实现实时数据叠加处理,避免后期处理带来的时效损耗。 实际案例评测 实验目的:验证以下两种技术应用于雷达数据的对比 ETS 等效时间采样:一次扫描采集一个数据样本。 ETS采样优点(低成本,数据采集可以用音频波段电子设备完成)缺点(如果时机不完美,会产生抖动,噪声) HS 超叠加技术:实时采样(RTS)的一种,一次扫描采集多个数据样本。 RTS采样优点(可以在一次 ETS 扫描的时间内将多个扫描平均到一起)缺点(成本、功率……) 而超叠加技术(HyperStacking)只需要几个发射周期,即可完成相同保真度的GPR扫描,然后将这些扫描结果“叠加”(求平均)在一起,所需的时间仅为 ETS 一次扫描的时间。 注:图中绿色标线为理论上可以达到的最佳值 HS与RTS有什么不同 RTS 已经存在了几十年。 由于采用了抖动融合技术,因此不会产生自感应噪声或自干扰。 即人字形(摩尔纹)自感应带宽现在可以在很高的 PRF 下运行,而且仍然符合标准。 HS 是 RTS 的一个子类,其中包含抖动融合技术扩展能量,以充分利用 FCC 限制。
测试方法: 在同一测线上,使用相同的推车,使用相同的频率(400MHz),以相同的处理过程 在低/高电导率土壤,以及高噪声环境下 分别从ETS和HS系统中采集数据。 低电导率土壤扫描对比如下 浅层深度(高分辨率)
高电导率土壤扫描对比如下
高噪声环境(信号塔附近)扫描对比如下
实验结论: 低流失土壤环境下 HS的穿透深度明显高于ETS系统。 HS可以将弱目标反射可以从噪声中分离出来。 高流失土壤环境下 HS的性能与ETS大致相同。 强干扰环境下 (广播、蜂窝网络等)两者尽没,需进行更多随机化和平均化采样。
HS与ETS的对比分析 对比维度 HS技术 ETS技术 穿透深度 提升30%-50%(如12米市政管线探测) 受限于介质损耗和噪声干扰 数据质量 背景噪声抑制能力更强,图像更清晰 易受射频干扰产生伪影 适用场景 支持金属/非金属混合管线识别 对非金属目标灵敏度较低 操作效率 实时处理无需后置叠加 需后期软件处理提升信噪比 硬件成本 专利技术导致设备单价较高 传统架构成本相对较低 应用价值与发展前景 超叠加(HyperStacking)技术已经成功在全球数千套GSSI设备中得到了验证,代表了GSSI未来的技术趋势,在隧道检测、地下病害探测等领域展现了不俗的优势。 未来超叠加(HyperStacking)技术会应用于更多频率种类的天线,代表着探地雷达向智能化、精细化发展的方向。 全球专业检测解决方案 整合服务商 www.epccn.com 400 700 9998