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机场跑道作为供飞机起飞或降落的区域,关乎安全大事,其重要地位不言而喻。
机场跑道除了在建设时有严格的规范要求,其投入使用后也需定期做检测,掌握机场道面健康状况,以保证飞行安全具有重大意义。
传统二维探达检测效率较低、耗时较长,逐步被3D探达所取代,而欧美大地代理的美国3D-RADAR三维探达系统更是被写进《ZG民用航空行业标准-民用机场道面现场测试规程》(MH/T5110-2015):
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美国3D-Radar公司的GeoScope三维探达系统,其主要组成为主机、天线及相关软件等,本次检测试验配置地面耦合天线阵DXG1212,即1.2米宽12个通道。
3D雷达具有超宽频带200MHz—3000MHz,浅层沥青中分辨率可达到3cm,单次可采集多达12条测线的三维探达数据,测线间距为7.5cm,该套系统实现了高密度数据采集。
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能被写进规范,自然有真功夫。与传统脉冲雷达系统相比,3D-Radar探达采用了创新的雷达和天线技术, 是一套高分辨率的三维地下成像系统。与市场上传统的探达相比,在探测性能上具有较多的优势。
3D-Radar探达是采用了先进的频率步进技术,这种技术与传统的脉冲雷达相比,其优越性主要表现在:
(1)雷达信号源输出的频率分量可精确控制,各频率分量的能量相等;
(2)通过控制雷达接受机的带宽,能有效YZ噪声,提高灵敏度;
(3)雷达信号为频域信号,能够方便应用频率域的信号处理技术进行处理分析。
3D-Radar探达频率扫描范围是100MHz-3GHz, 完全由用户根据不同应用来设定,既能满足不同深度测量,又能满足高分辨率的要求。
3D-Radar探达采用了独特的天线阵技术,实现了三维成像。 三维成像在地下特征物,结构缺陷等探测应用上的优势是显而易见的。3D-Radar探达的天线阵含有多对电子扫描天线振子,其中每对天线振子被顺序扫描,其覆盖范围从200MHz 到3GHz。实际工作时用户无需更换天线就可采集从200MHz 到3GHz频率的数据。若用脉冲式探达作相同的探测,就需要200MHz,400 MHz,800 MHz 和1600 MHz等不同的天线,并不停地更换。
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为了验证美国3D-Radar公司的GeoScope三维探达系统对于机场跑道测试应用效果,欧美大地技术团队于2017年7月23日凌晨在西南某机场进行了检测试验。雷达系统牵引车采用了上海圭目机器人有限公司的机器人平台,实现自动化数据采集,天线移动平稳,测线控制精确,采集速度可控。
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为了让围观群众可以更直观的感受下拉风的测量现场,我们还有视频:
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本次试验分别在机场滑行道和跑道上进行了测试。
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雷达数据三视图显示,混凝土与地基分界面清晰
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混凝土板块内部横向钢筋分布。
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总结
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三维探达可以探测机场跑道一米深度以内的结构状况,满足机场跑道检测要求,是机场跑道检测与质量评估的有效工具;
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三维探达较传统的二维雷达,由于增加了水平切片图,一些异常和特征物更直观被发现和判断;
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机场跑道结构较为复杂,雷达检测数据结合机场跑道设计施工图纸,判断会更准确;
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