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
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对比维度 |
HS技术 |
ETS技术 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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 |
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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。
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