探地雷达(Ground Penetrating Radar,GPR)是一种基于高频电磁波反射原理的探测装置,可以根据探测回波的时域和频域信息,有效探测和分析地下目标探测物的位置、结构、形态等物理信息。脉冲探地雷达具有频带宽、反应快、分辨率高、探测范围广、成本低、无损伤等优点,被广泛应用于地质勘探、抢险救援、考古研究、城市地下管线规划、建筑物强度检测、桥梁结构评估等领域。探地雷达回波信号虽然含有丰富的被探测物信息,但是同时携带大量干扰和噪声,对探测结果精确性产生很大影响。本文通过硬件设计和算法优化两方面消除回波信号中的干扰和噪声,改善了系统性能。在信号调理方面,设计了低噪声放大电路、采样保持电路和变增益放大电路,可有效将探地雷达接收的高频信号变为低频信号,并滤除一部分噪声。在信号采集方面,利用高性能ADC实现了回波信号的高速等效采样。文中给出了各电路的设计思想和电路原理图。在信号预处理方面,分别介绍了以均值、滤波器、以及空间投影为基础的直达波和噪声滤除算法,给出了算法的基本原理和实现过程,并通过仿真实验验证了算法的有效性。在信号投影成像方面,分析了标准后向投影(Back Projection,BP)算法存在的缺陷,基于此提出了一种改进的分布式加权BP成像算法,仿真实验表明,改进后的BP算法计算复杂度明显降低,杂波和旁瓣抑制能力得到提高。在硬件设计的基础上,设计了脉冲探地雷达上位机数据处理软件。在对功能需求进行详细分析的基础上,合理规划了软件的功能模块,介绍了软件界面的设计原则和布局风格,并给出了应用实例。最后,对系统进行了实验测试,结果表明系统能够准确接收回波,有效探测地下目标。