探底雷达是最早应用在市政工程建设中各种无伤探测的检测技术，是一种对地下的或物体内不可见目标或界面进行定位的电磁检测技术。本文所讨论的是应用于路面沥青层厚度探测的探底雷达检测技术，由于雷达信号在地下不同介质之间的传播过程中发生反射现象，进而在信号接收端接收反射信号时产生了不同程度的时间延迟，通过对延迟时间的分析处理，即可判断出地下目标层的厚度。 此项技术主要应用于公路检测主要内容之一的路面厚度检测，由于其独特的无损检测的优越性，其应用可以贯穿道路施工和后期检测维修的全过程，其中包括确保路面层厚度达到设计要求，以及在日常探测监察过程中有效的指导道路的养护和修补。而随着路面建设技术的飞速发展，沥青层的厚度越来越薄，致使雷达信号在传播的过程中出现了干扰很强的散射现象，使得传统的雷达测厚方法已经不再适合现今的路面检测。 为了进一步提高时间延迟技术的检测性能及精度，本文在传统的最大似然法原理的基础上对延迟时间的估算技术进行了相应改进，其中考虑到了雷达信号在地底传播时由于散射而产生多重回波的干扰现象。 论文主要涉及了以下几个方面的内容： 1.首先对探地雷达（GPR）及雷达信号处理技术进行了简要介绍。其中详细介绍了应用于时间延迟估计领域的傅立叶变换法，多重回波分类法和最大似然估计法。 2.第二章主要说明了探地雷达的工作原理，工作方式，性能，特征，以及相较于传统地面厚度测量法的各种优势。 3.在第三章介绍了雷达信号在传播过程中存在衰减情况时的反射原理，对其衰减系数进行了简要的公式说明，列出并解释了在这种情况下雷达接收端接收到的信号模型公式。 4.在第四章，通过仿真给出了最大似然法在各种情况下的性能比较。在最后部分对最大似然法和其他延时时间检测方法（多重信号分类法）的测量精度做了相应的对比和研究。 本文运用MATLAB2008b作为编程工具进行仿真。实验结果表明，当目标探测层过薄，存在严重地多重回波干扰的情况时，应用改进的最大似然法检测技术能够有效提高延迟时间的估算精度，从而极大的增强了探地雷达对超薄沥青层厚度的检测性能。