GSSI的“超叠加”HyperStacking技术有效性测评

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。

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核心技术点解析

1.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。

2.射频噪声抑制机制

采用算法对环境中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。

3.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。

4.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。

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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（如果时机不对，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

浅层深度（高分辨率）高电导率土壤扫描对比

高噪声环境（信号塔附近）扫描对比

实验结论：

1.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。

2.高流失土壤环境下HS的性能与ETS大致相同。

3.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。

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HS与ETS的对比分析

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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。