地质雷达探测项目：地下工程地球物理探测技术
地质雷达探测项目：地下工程地球物理探测技术1 主要探测技术为达到发现敌人、隐藏自己的目的，地下工程探测技术已成为一些军事强国关注的重点，如美国国防部2000年就在《美国国防部技术领域计划》中将探测地下目标作为雷达发展的主要目标之一，美国国防高级研究计划局（DARPA）2007年将“地下结构的探测、表征和评估”列为其九大战略重点方向之一，着手研发低空地下结构探测系统。了解地下探测技术的发展，对地下工程建设具有一定的参考意义。0 引言地下工程主要轮廓隐藏于地表以下，露在地表的部分通常只有口部，甚至一些工程不设独立的口部，只通过地面建筑、自然洞穴、水体等与外界联系，使得地下工程往往不易被探测定位，想要获得其准确内部布局就更加困难。良好的隐蔽性加上地下结构较高的防护能力，大幅削减了先进侦察装备、打击武器的高技术优势，使地下空间成为许多弱势武装用以抗衡强敌的理想战场环境，赋予依托地下的一方以得天独厚的“不对称”军事优势。随着探测技术的发展，
按：转载军事科学院国防工程研究院陈家运等文章。该文对地球物理方法在探测地下工程领域的技术进展和应用进行了较系统梳理和总结，这些技术方法在新一轮找矿突破行动有什么作用呢？同时也请军事地质爱好者关注。
地下工程地球物理探测技术进展与启示
陈家运，孟醒，谢伟，王昊，杨自珍，张显
军事科学院国防工程研究院
0 引言
地下工程主要轮廓隐藏于地表以下，露在地表的部分通常只有口部，甚至一些工程不设独立的口部，只通过地面建筑、自然洞穴、水体等与外界联系，使得地下工程往往不易被探测定位，想要获得其准确内部布局就更加困难。良好的隐蔽性加上地下结构较高的防护能力，大幅削减了先进侦察装备、打击武器的高技术优势，使地下空间成为许多弱势武装用以抗衡强敌的理想战场环境，赋予依托地下的一方以得天独厚的“不对称”军事优势。
随着探测技术的发展，曾经“绝对隐蔽”的地下工程正变得更加可感知。地下工程地球物理探测是指利用地球物理探测技术，通过探测识别地下工程或其建设、使用过程中所产生的异于周边环境的重力、电、磁、振动等物理特征，对已知或未知区域地下工程进行勘探、识别、测绘，以获取准确的地下工程位置、规模、布局等信息。早在20世纪初，人们已经可以利用地下不同介质密度所带来的重力差异探测地下的石油，目前重力法已可以探测出较大规模地下工程将地下“挖空”所带来的重力差异。地球物理探测技术具有探测范围广、探测效率高、非接触等优点，与钻探、工程内部勘察等技术相结合，在城市规划建设、历史遗产保护、市政设施管理等领域有着广泛的应用前景。尤其星载、机载的遥感探测、重力探测等技术因其探测方式隐蔽，可实施远距离探测，较钻探、工程内部探测等更适用于非战争时期军事工程的侦察任务。
为达到发现敌人、隐藏自己的目的，地下工程探测技术已成为一些军事强国关注的重点，如美国国防部2000年就在《美国国防部技术领域计划》中将探测地下目标作为雷达发展的主要目标之一，美国国防高级研究计划局（DARPA）2007年将“地下结构的探测、表征和评估”列为其九大战略重点方向之一，着手研发低空地下结构探测系统。了解地下探测技术的发展，对地下工程建设具有一定的参考意义。
1 主要探测技术
当前地下工程探测技术包括电磁波探测、微重力探测、地震波探测、声学探测、电法探测、电磁感应探测、磁感应探测等。探测设备主要可分为固定式和移动式探测两大类，其中移动探测的主要载体涵盖了车载、机载、星载等多种形式。不同探测技术的原理相差迥异，其探测方式、效果和适用场所也千差万别，需根据具体探测目标选择适用的技术，例如机载重力探测可实现大范围场地的重力场扫描，而经过精心布置调测的固定式重力探测则可以实现更高的精度，从而能够感知地下更深处的重力异常。
1.1 电磁波探测技术
电磁波探测涵盖了可见光、红外、雷达等波段，探测方式主要包括遥感探测（可见光、红外、雷达波段）和贴地探测（雷达波段）。
星载、机载的可见光、红外波段遥感探测是地下工程探测最为经典、相关技术最为成熟的方式。通过地物环境辐射或反射电磁波的遥感分析，推测判断地下工程的存在或使用痕迹。利用光学、红外探测的遥感图像可以直接识别出一些显性的工程特征，如山体切削、道路铺装、构筑物轮廓等；也可以通过多频谱的遥感数据描绘出土壤、植被、水分含量等信息，根据多频谱的差异对比来判断某一区域是否存在地下工程；此外，还可以将不同时段的遥感数据叠加起来对比分析，利用不同季节地下工程的热性能差异，以及工程使用时所产生的红外波段变化来判断是否存在地下工程，并推测其使用情况。如2005年在伊拉克沙漠中的布卡营地战俘营，美军卫星遥感图像显示该区域的颜色不断发生变化，经调查发现监狱囚犯正挖掘地道试图越狱，其施工活动造成了遥感数据的变化。
雷达波可以穿透云层、沙尘、植被等介质，因此可以利用雷达对地下工程的口部、地表轮廓实施全天候探测。地下工程口部的特殊外形在雷达波段具有明显的特征，因此被作为探测地下工程迹象的重要手段；此外，还可用于营区对周边茂密植被下异常活动的警戒。早在1968年，由林肯实验室研发的营地哨兵雷达被部署于越南驻军，用来探测营区周边茂密树林下可能存在的越军袭扰活动，在美国国防高级研究计划局和美国空军的赞助下，这种雷达由最早的高塔架设方式被改良为机载形式的树叶穿透合成孔径（FOPEN）雷达，后来又衍生出机载超宽带合成孔径（UWB）雷达，精度最高达到0.3m，并可以实现良好的杂波过滤效果。
利用探地雷达贴近地面发射雷达波，基于波在地下不同介质（例如土壤、工程结构）中的反射、折射特性，通过接收分析反射波，可以发现地下的埋藏物，广泛服务于地下管线探测、排雷、侦察掩体下的目标和探测地下工程等。20世纪60年代，DARPA赞助研发了一款地面穿透雷达“Geodar”，以解决美国陆军在越南战争期间遇到的地道战困难，1967年完成的改进版GeodarII型探地雷达在美国本土完成测试，被证明可以在大多数冲积、冰川和土壤中探测到6m以浅范围内6~9dm宽的隧道，并在越南用于监控美军陆军总部设施周边的地下隧道活动。时至今日，地面穿透雷达（GPR）已经非常成熟，被大量应用于地下管线探测、浅地下工程探测、扫排雷等实践。在朝鲜边境，美韩军队利用探地雷达探测朝鲜挖掘的越境隧道，美国移民和海关执法局也用其发现过美墨边境的走私隧道。
使用机载合成孔径雷达探测地下目标也是研究者们关注的目标。1995年在美国亚利桑那州尤马县的一次试验中显示，使用机载合成孔径雷达已经能够明显探测到地下掩体中的军用车辆，也能识别出部分埋在地下的地雷。雷达探测技术的可用性受土壤波谱特征的影响，也受土壤一致性的影响。例如地下聚焦集束式合成孔径雷达在干砂土质、地表平坦的条件下可实现6m以浅的地下工程探测识别，而据报道目前较为先进的CARABAS机载雷达已经可以实现干燥沙土条件下深达26m的地下物体探测。雷达波尽管可穿透几十英尺的松软沙土和砾石，却只能穿透几英尺深的混凝土层，因此这种技术在城市的钢筋混凝土森林里的作用非常有限，但在敞开区域的效果却非常显著，例如对毗邻的境外领土进行探测等，在探测隧道出入口等方面发挥重要作用。此外，地下空间的轮廓也影响了探测的可能性，形状不规则的天然洞穴会更难以探测发现。总体来看，利用机载雷达探测地下工程当前还处于技术研发阶段，适用范围较小，尚无法满足复杂地质条件、复杂城市环境或较大深度条件下的地下工程探测需求。
星载雷达在地下工程探测领域具有广阔潜力。美国利用Sir-A合成孔径雷达探测发现了撒哈拉沙漠中的地下古河道，显示了对地下工程的穿透探测能力。此后星载合成孔径雷达也成为各国研发的重点，如美国“长曲棍球”侦察卫星、日本“情报搜集卫星”、德国“放大镜”等，其中“长曲棍球”侦察卫星可发现地表下10m左右的异常情况。我国2022年发射的陆地探测1号，是国内首颗搭载合成孔径雷达的卫星，可以实现对浅层地表信息的获取。
1.2 重力探测技术
重力探测技术利用地下土壤、矿藏或地下设施等不同介质的密度差异所产生的轻微重力差异，通过土壤和地面一致性的偏差来显示隧道等地下工程的存在，主要包括重力测量和重力梯度测量2类技术。自20世纪初以来，重力测量一直被用于资源勘探，主要用于绘制石油勘探“盐穹顶图”，后来，空中重力梯度测量在石油和天然气工业中的应用越来越多。事实证明，这种技术在地下工程规模较大的情况下更为有效，更有前景的应用是对深地下物体和资源的探测，例如2014年研究人员利用重力测量在土星的一个卫星上勘测发现了地表下约10km深处的地下水源。
2015年，同济大学胡强等采用2台先得利CG-5高精度相对重力仪，对校区内的防空洞进行了测量，获得了地下防空洞的正确位置。
2016年，Jaroslava等利用微重力法进行了建筑地下室的探测，并采用探地雷达探测方法进行了验证，在使用激光扫描对地面建筑测绘的基础上，基于激光扫描测得的地面建筑模型计算消除地面建筑对重力测量的影响，并对潮汐等影响进行校正，采用3台重力测量仪在11mx15m的区域内设置了351个测量点，对斯洛伐克西南部最重要的宗教建筑之一——圣乔治教堂的地下空间进行了探测（见图1）。结果表明，采用微重力法能够有效识别建筑地下室，结合探地雷达能够有效提高判断的准确性和精度，利用激光扫描等数字建模技术还实现了更好的可视化效果。类似的研究还有2021年刘平利等利用微重力法成功探测郑州地下人防工程等。
图1 圣乔治教堂地下墓室探测推断图
2019年，吉林大学王新月等利用北京航天控制仪器研究所研制的捷联式重力仪SAG，搭建车载移动重力测量平台，对长春卫星广场附近的道路进行移动重力探测，在1.3km的范围内成功探测出了地下轻轨站的大致位置和深度。国产重力仪SAG还广泛应用在海洋、航空等测绘领域，性能已达到了世界先进水平。
利用飞机等航空器搭载重力测量设备，可以大大拓展探测范围。美国洛克希德•马丁公司是这一领域经验最丰富的公司之一，自20世纪90年代末，该公司与美国空军合作探测浅埋设施，并利用既有地下工程进行了实验测试，在德克萨斯州进行的一次实验中，梯度仪预测的隧道轮廓尺寸非常接近实际的隧道尺寸，方位也较为准确，展现出该技术在隧道探测方面的巨大潜力。该公司还和必和必拓联合利用该技术开发了机载猎鹰（Falcon）系统，并在煤矿、石油等领域进行了广泛的应用。
2009年，洛克希德•马丁公司获得了DARPA一项为期一年的合同，启动了“门”计划，即利用重力异常探测隧道，由此开发的技术可以辨识出人造地下工程、自然洞穴等的不同特征。其研发的相关探测装置可以安装在飞行器、船舶和潜艇上，因此在地下含水层探测、水下碰撞预警，以及油气、矿物和地热勘探等领域有潜在的应用。此外，该公司还同美国国土安全部合作开发了相应雷达系统，探测美墨边境的隧道。
2015年，Carla等利用重力测量装备对喀斯特地貌洞穴进行了研究，并以意大利东北部经典喀斯特地区的Grotta Gigante洞穴为案例进行模拟分析发现，在通过算法去除噪声影响后，使用较慢、低空飞行的直升机或无人机（距地面）可以探测发现该洞穴（尺寸约100mX60mx100m，形状不规则，顶部距地表10m），该洞穴的重力残差信号强度约为-1.5X10-5m/s2，呈现清晰的椭圆几何形状。
重力探测存在的主要问题是精度仍然不高，很多情况下无法探测到对象。周俊杰等认为，对浅层具有一定规模的地下空洞，若其异常值大于探测精度的5倍以上，即可以认为微重力方法是富有成效的。
1.3 振动探测技术
振动探测技术是利用振动传感器拾取振动信息，分析振动波在地下、地表介质中传播的运动学和动力学特征，进而实现探测地质体的勘探方法。常见的振动探测技术可以分为地震波探测技术和声波探测技术。
对地震波探测而言，有折射波法、反射波法、面波法，以及折射波和反射波联合应用等技术，其中以浅层反射地震法和面波法较为常用，根据振动源的差异，又可以分为主动式和被动式探测。当前，浅层反射地震法已经被广泛用于工程地质勘察和水文与环境地质调查等方面，如采空区勘察、追索人防工程等。面波探测技术对探测近地表物质的反射结构十分有效，例如美国勘萨斯地调局研究人员利用通行火车的振动作为被动震源，通过面波多道分析方法较为成功地获取了该市地下剪切波的速度信息，进而对该市深部盐溶洞穴的分布进行了评估，为建筑场址的选择提供了依据。
声波探测是地下活动探测的另一重要手段。通过感知地下环境传播的声音，可以定位被困矿工的位置，也可用来识别挖掘、钻孔、刮擦和千斤顶等各种活动，并测量其强度和持续时间，来帮助隧道检测。例如，以色列开发的高精度地面声学传感器可以“探测到地下约10m深隧道内人员爬行的声音”。以色列借鉴采矿领域的地震波、声波等技术发展地下空间探测手段取得实效，并通过打击已建地下设施、隔离墙隔断等手段进行了有效实践。其发动的“保卫边缘”系列行动，在2017年10月之后的半年里成功清除了3条隧道。
声学和地震传感器需要克服的问题是如何过滤掉振动中的噪声，例如附近道路和地下地铁的交通振动，这使得它们不太适合地面、地下活动频繁的城市地区，将其置于地下可有效降低干扰。美国陆军工程兵研究和发展中心的一项研究表明，在美墨边境墙每隔30m钻出一个深30m、宽约2m的竖井，置入振动传感器，将能探测出非法挖掘所产生的振动，地面车辆行驶、地上建筑等活动不会对地下的探测造成影响（见图2），并利用加利福尼亚州的奥泰梅萨实验隧道进行了验证。
图2 美墨边境墙地下探测方案示意图
1.4 电探测技术
电探测技术利用地下不同介质的电阻率差异探测地下设施。根据电极布设方式和测量方法的不同可以分为电阻率剖面法、电测深法、高密度电法等。当前较为常用的技术是高密度电法，通过在地表一次性布设较高密度的电极，通过变化供电与接收的电极位置来测量地下的视电阻率变化，借此推断地下地质结构，该技术主要被用于地质灾害勘察等领域，用于地下工程探测相对较少。
2016年，来自以色列、立陶宛、美国和加拿大的研究人员利用电阻率断层扫描（ERT）技术和探地雷达结合的方法，在立陶宛波纳尔发现了一条35m长的隧道，该隧道于1944年被犹太囚犯手工挖掘并用作逃生路线。
1.5 磁感应、电磁感应探测技术
由于地球本身的磁场特征，地下工程的建设会导致其与周边磁场出现差异，因此利用磁力计可探测到地下工程的存在。磁力计的有效性会受到测量距离、背景噪声、地球磁场随时间和空间变化的显著影响，易被附近的振动和其他与隧道无关的磁物体所干扰，因此倘若地下工程位于磁场环境复杂的城市地区，磁力计就难以发挥作用了。
此外，基于某些金属（如钢铁）的电磁感应特征，可以利用电磁探测仪来探测地下金属管道、电线、钢筋等构件的存在，进而发现地下工程的迹象。对待探测区域发射低频电磁信号作为“照明信号”，该信号在隧道内的导体中感应电流，通过对感应电流所产生次级电磁场的观测来分析存在的地下设施。其原理与金属探测仪基本相同，早在越南战争时期就被用于隧道探测，并取得了一定的成功，电磁感应探测已经成为目前探测地下管线较为成熟且操作较为方便的方法之一。
美国陆军工程兵研究和发展中心在对加利福尼亚州的奥泰梅萨实验隧道分别用磁探测和电磁感应探测之后发现，利用磁探测仪器很难探测到隧道的存在，而利用电磁感应探测方法则可以获得良好的效果，因此认为电磁感应探测方法在隧道探测中具有很大的改进和广泛应用潜力。
2 技术特征分析
地下工程探测技术从早期依靠人的目视耳听，到今天诸多的探测手段，由可见光到不可见的电磁波，从电场、磁场、重力场、温度场、声场等多个物理维度向我们展现了描绘地下工程的底图和画笔，尽管许多技术目前尚处于探索阶段，但已为我们展现了多种潜在的技术途径和可能的应用场景。
2.1 地下工程建设带来了确切可观测的地球物理特征改变
地下工程建设带来了确切的地球物理特征改变或与周边环境的地球物理特征差异。地下工程和所在环境地质材料之间的物理特性差异表现在密度、地震速度、电磁波速度、磁特性和电特性等方面。这是由于地下工程的固定轮廓和空间特征，以及其采用的金属、混凝土、木材等材料引起的，在工程建设完成之后就已经形成，并将长期保持稳定。这些不可变（或长期稳定）的多维度物理特征成为了地下工程可观测的“指纹”，将伴随着工程的生命长期存在，这是地下工程探测技术发展的基石。
随着技术的发展，地下工程的物理特征改变正在变得更加可观测。受探测设备技术精度、地球物理特性的复杂性、地下地上信号噪声干扰等因素影响，许多地下探测技术当前仍不够成熟，探测的精度和准确性也存在不足。但需要看到，随着以我国为代表的城市地下空间开发逐渐由浅层开发转变为地下纵深空间综合利用，从“增量建设”转变为“存量更新”，以及城市战场逐渐成为各国军队关注的焦点，对地下工程的描绘也将从“有没有”转变为“在哪里”“什么样”，未来对地下工程探测的军民应用需求将持续增加，地下工程探测技术将得到更广泛的研究和发展。
重力测量技术的发展可以从侧面反映物理探测技术的进步和在适应工程探测方面的发展。早期的重力探测技术只是测量重力数据，其精度仅能实现油田、矿山尺度的探测；在重力测量（测量重力数据）发展到重力梯度测量（测量重力变化率）以后，其对重力异常介质的边界更加敏感，探测精度得到了大幅提升，但在海量数据、参数的解析和处理方面存在不足；伴随着相关数学解析方法的发展，在匹配导航、地球深部探测、穿透探测军事工程、移动平台航行等领域得到了广泛的应用；未来，随着超导重力梯度测量、量子重力梯度测量等技术的逐步成熟利用，大范围、高精度空间解析重力场的技术将可能会有革命性的突破，从而大大拓展星载、机载重力探测装置的应用场景。针对地下工程探测空间尺度精细、埋深较浅、易受周边环境影响等特点，重力探测技术的研究者们通过采用固定阵列式探测或低空测量方式提高测量精度，采用多时段重复测量的方式减少潮汐等引起的地磁场变化的影响，利用周边地形与地表物体建立重力校正模型减小周边环境的影响，最终在有限的测量仪器性能范围内实现了地下工程的探测能力。
2.2 复合探测手段较单一手段更有普适性
对于所在区位、埋设深度、规模布局、结构构造各具特色的地下工程，由于地下工程的探测原理和技术水平的差异，当前并没有一种探测技术可以实现适应所有场景的探测，需要结合具体需求选择合适的探测手段，或综合采用多种探测手段。
不同的探测技术有其各自的适用范围。应根据探测目的、探测对象、精度要求等具体情况选择适宜的探测技术手段，如表1所示。例如根据地下工程内部有无金属结构或布设金属管线，可以选择是否采用磁感应探测技术；针对工程所在地下介质的种类、密度、含水量差异，可选择是否采用电感应探测技术等。
表1 常用的地下工程探测技术对比
综合采用多种探测手段可以提高探测结果的可信度，减少干扰因素带来的影响。一方面单一的方法通常只测量某一种物理指标，探测结果需要通过计算分析将探测得到的电阻率、引力场等各种物理数据转译成工程信息，往往只能反映某一个或几个方面，无法全面反映工程的位置、深度、轮廓等信息。另一方面，地下环境的复杂性导致了一种探测结果往往可以有多种可能的解释，地下工程、地质结构变化、甚至地下河等都可能会造成同一种探测结果。综合采用多种探测手段可以减少单一手段造成的干扰，降低误判的可能，例如驻韩美军使用多种探测方法相互印证，在韩朝边境的非军事区准确定位到4条隧道的位置。
采用无人系统实施侵入式探测是地球物理方法探测的有力补充。地下工程内部探测主要受限于地下环境的通信和测绘，随着激光雷达技术的发展，地下环境自动化测绘已经相对成熟，但在地下环境下的通信仍是制约地下探测的关键性因素，地下无线通信的传输距离和穿透性极为有限，DARPA在其2018年发起的地下挑战赛中，意旨孵化开发在地下环境下的探测、搜索、测绘和导航等新技术，吸引了诸多高校、创业公司等参加，借此成功推动了地下测绘、通信等技术的实用化进展，通过提升地下工程内智能无人系统的导航、通信、测绘能力，切实提高了地下工程的内部探测水平。
2.3 背景噪声正成为高精度探测的重要障碍
随着地下工程探测能力的提高，降低背景噪声影响成为高精度探测要解决的关键问题之一。地下工程存在于复杂的地球电磁场、重力场等物理环境中，探测能力的提升使得原本微不足道的地球复杂地质情况及其细微变化所构成的“背景噪声”逐渐成为主要的噪声源之一，影响了工程测量精度的进一步提升。精确的工程测量必须要解决背景噪声问题，有必要进行系统的相关基础地球物理场测绘，作为基础设施服务于高精度探测。如当前正在研发的天基重力梯度测量系统（GRACE），在未来改进后可探测提供地球重力场数据，为未来地下工程探测提供一定的背景数据支撑。
高精度探测设备可以获取更加精确、也更加庞大复杂的数据，如何从海量数据中分辨出主要的背景噪声变量及其影响，提取出有价值的信息，对相应的数学解析方法提出了更高的要求。例如卫星遥感可以提供大量的探测图像和数据，从中筛选、识别、标记可能的兴趣点意味着大量的工作，面临庞大的探测分析需求与有限的资源之间的矛盾，例如如何从百公里尺度、不同频谱的探测图像中识别米级尺度且伪装的工程部位，需要在识别算法等方面不断提升准确性。人工智能在这一方面正在发挥越来越大的作用。
高精度地下工程探测技术的发展对其他相关学科技术发展的依赖性增强，越来越受到底层技术的制约。例如量子技术、低温冷却超导技术、高精度卫星定位技术、海量数据的实时计算能力、5G远程通信技术等，这些技术的发展都对工程探测技术的提升起到重要的作用。
3 启示与建议
地下工程探测技术的发展将不断拓展地下工程“可感知”的边界，带来的影响是多方位的。地下空间透明化，既为城市地下空间的建设与管理提供了更好的条件，提高了边境、军队营区、重要机构、重要设施地下边界的安全性，也使地下防护工程的隐蔽性能不断削弱，还在一定程度上改变了地下空间作为未来城市重要战场的游戏规则，需要我们在工程防护、安全管理、装备研发、服务作战、技术研究等方面思考应对。
3.1 工程防护角度考虑，预留工程设计安全缓冲
地下工程探测技术的发展正在不断侵占着地下工程隐蔽、伪装的安全边界，扩展了风险范围。因此在未来的地下工程设计中需考虑到可预见的探测技术发展所带来的影响，着眼未来一段时期的探测能力进展，预留一定的技术冗余，提高工程建设安全。尤其是针对岛礁、海外基地、边境敏感地带等安全纵深小、外界活动不可控的特点，需要针对可能发生的探测活动和可能使用的探测技术，研究相应的屏蔽、伪装等工程技术手段，提高应对恶意探测的能力。
此外，还需要重视全领域、全周期的地下工程信息安全。通过地球物理技术手段探测只是其中的一个环节，广义上的地下工程信息“探测”还包括了人工采集、信号侦听、开源情报、视觉智能、测量情报等更加广阔的方式，这些渠道获取的信息往往会对工程探测技术的发挥提供关键性作用。因此，需要重视工程筹划立项、规划设计、建设运维等各个环节，对其人流、物流、信息流进行全面考虑和管控。
3.2 安全管理角度考虑，加强重要边界地下监测
工程技术的进步使得目前挖掘小规模隧道的门槛大为降低，这也带来了偷渡走私、恐怖袭击、盗挖文物、私采矿藏等非法活动在全球范围内的日益猖獗，给安全管理增加了的风险。地下工程探测技术的进步在边境安全管理、重要设施周界防护、营区地下安全管理中具有广阔的应用前景。
应加强重要边界的地下活动监测。一方面，基于当前地下工程探测技术，重新梳理评估重要边界的地下情况，探测是否有未知的地下通道、地下洞室存在，以及是否有可能被恶意利用的地下管线，针对已经探测到的地下通道、洞室、管线采取填埋、阻断、监视等管理对策。另一方面利用当前较为成熟的地下活动监测技术，提高感知重要边界地下可能的地道挖掘、人员设备活动的能力，预防具有威胁性的地下活动，例如可采用被动式线性传感技术，使用埋地的光缆来监测地下活动引发的声学和地震波动，这种探测方式成本低、探测灵敏度高，很适合营区、重要设施对地下挖掘活动的监测。
应评估重要区域的安全管理边界。地下工程探测技术的发展，使得恶意人员即使不进入重要区域的地下范围，也能够探测到该区域内的人员交谈、作业和活动，并可能通过对温度、振动的分析获得区域内的信息。因此，基于这种潜在威胁，应重新评估为重要区域设立的安全管理边界，考虑合理的禁区和管理区范围，提高区域的安全性。
3.3 服务作战角度考虑，谋求战斗力量生成转化
长久以来，地下工程作为技术弱势一方的掩蔽设施，可以很大程度上弥补武器装备等方面的技术劣势。地下工程探测技术的发展将在一定程度上压缩这种不对称优势，掌握先进地下工程探测技术的一方不仅可以削减敌人的不对称优势，甚至还有望进一步利用这一技术创造“敌明我暗”的新的战场态势。因此，应重视相关技术的发展与军事应用，提前做好技术储备与战争设计，争取在这一领域保持领先。
应加强地下工程探测技术在城市战环境中的战法应用研究。地下工程探测能力的提升，提高了对地下空间的感知能力，应用于广泛存在城市的地下公共设施，准确掌握地下工程的空间形态、结构特点、内部环境等信息，为战时评估地下工程内部的场所安全、生存能力、保障能力等提供了可靠支撑，为战场侦察、分队行动、装备选择、武器使用、救助支援等提供有力的技术支撑。
应加强针对重点方向、敏感地域的基础测绘工作。许多地下探测工作都需要建立在高精度数据底图的基础上，将其作为基础计算参数，或作为探测异常数据的对比数据源。针对需要特别关注的地区，尤其是城市地区和边境地区，应注重加强对基本地形、建筑布局、重力场等信息的测绘建档工作，为未来的作战训练、实战预演等提供坚实基础。
3.4 装备研发角度考虑，布局探测能力体系建设
地下工程探测能力建设是一项系统工程，相关装备研发是重要的发力点。应注重前瞻性布局，突出重点技术领域，广泛依托军民融合，结合国家科技发展规划，统筹体系化装备研发。
应重视技术综合集成。地下探测技术往往都是多学科、多门类先进技术的集成，尤其是重力梯度探测等具有潜力的技术，发展这些技术需要较高的门槛，正成为未来军事竞争的重要“筹码”，近年来我国在多种探测技术上都有了长足进步，但仍需清醒认识到差距，应充分发挥我国工业体系门类健全、自主研发能力强的优势，进一步提升硬件技术能力和软件集成能力。不同探测技术有其独特的技术特征和使用工况，如探测距离、探测精度、可识别物质等技术适用范围和使用工况，应重视多种探测方法结合所产生的优势互补作用。
应重视探地单兵装备研发。例如当前使用GPR探地雷达技术的单兵装备，可以用于探测浅层地下隧道、发现反坦克地雷或简易爆炸物(IED)等，服务边境防御等，该技术目前已被包括我国和美国、俄罗斯、以色列、印度等在内的多个国家军队装备或正处在研发中，轻量化和精度提高是未来的发展方向。
应重视与无人化、智能化装备相结合。无人化、智能化装备将大大拓展探测技术的使用边界，在降低探测成本、提高探测安全性、提高探测效率、拓展适用场景等方面具有无法替代的优势，正在成为许多国家和军队的重点发展方向。
原文来源：陈家运，孟醒，谢伟，等.地下工程地球物理探测技术进展与启示[J].防护工程，2022，44(3)：70-78.
