Damian Pis

Inżynieria środowiska

Rok II

Metodyka badań georadarowych.

1 Części składowe georadaru.

Georadar, GPR to metoda badań geofizycznych, w której wykorzystywane są fale elektromagnetyczne o zakresie od 10 do 6000 [MHz].

Antena nadawcza wysyła fale, które przenikając przez ośrodek odbijają się od poszczególnych granic zmian własności dielektrycznych, a następnie rejestrowane są przez antenę odbiorczą. Najczęściej badania wykonywane są jako profilowania refleksyjne. Wyzwalacz odległościowy może być podłączony bezpośrednio do anteny lub jednostki centralnej. W pierwszym przypadku jest to kółko ciągnięte za anteną po powierzchni terenu zliczające ilość obrotów, po czym zamieniana jest ona na przebytą odległość. W drugim jest to rolka z bawełnianą nicią, która rozwijając się obraca mechanizm.

Budowa georadaru: Jednokanałowy zestaw radarowy składa się z dwóch anten: nadawczej oraz odbiorczej (wersja bistatyczna) albo jednej anteny nadawczo-odbiorczej (wersja monostatyczna), centralnej jednostki sterującej sygnałem oraz rejestratora. Specjalnie skonstruowane sygnały elektromagnetyczne emitowane są z poruszającego się bezpośrednio po badanej powierzchni zestawu anten oraz propagują się w badanym ośrodku. W wersji bistatycznej jedna antena wysyła monocykle sinusoidalne, o długości półtora okresu, a druga identyczna antena, zamontowana tuż obok, odbiera odbite sygnały, które są opóźnione w stosunku do sygnałów nadawanych o wartość od kilkudziesięciu do kilku tysięcy nanosekund. Coraz popularniejsze są też rozwiązania emitujące sygnały ze skokowo zmienną częstotliwością bądź sygnały typu chirp. Georadar może pracować z antenami ekranowanymi oraz nie ekranowanymi. Zastosowanie kilku wielorakich anten daje możliwość pracy na kilku kanałach co dopuszcza uzyskanie lepszej rozdzielczości obrazu.

2 Słowa kluczowe georadaru: Georadar, radargram, np.: grubość warstwy konstrukcji nawierzchni drogowej.

Główne części składowe radaru : szyk antenowy oraz moduł syntezy, odbioru i przetwarzania sygnałów są umieszczone na platformie jezdnej. Informacja o wykrytych obiektach transmitowana jest bezprzewodowo lub przewodowo do wynośnego stanowiska operatora.

Ogólna charakterystyka urządzenia:

- sygnał ultraszerokopasmowy (FMCW lub FSCW)

- regulowana moc wyjściowa max. 0.4 W

- zaawansowane techniki przetwarzania sygnałów: polrymetria, interferometria, SAR

- przetwarzanie sygnałów i zobrazowanie wyników w czasie rzeczywistym

- regulacja położenia anten (nachylenie, wysokość)

- prędkość przeszukiwania do 10 km/h

Urządzenie przeznaczone jest do wykrywania:

- min w obudowach metalowych i niemetalowych

- improwizowanych ładunków wybuchowych (IED) zawierających np. pociski artleryjskie

- ładunków typu IED w obudowach niemetalowych

- przewodów elektrycznych zakopanych w ziemi

Środowisko pracy:

- obiekty ukryte bezpośrednio w gruncie

- obiekty ukryte pod warstwą asfaltu

- wykrywanie nieciągłości struktury gleby świadczące o celowej ingerencji, np.: zasypany podkop

3 Wstępna interpretacja danych

Przetwarzanie danych ma na celu wyeliminowanie różnego rodzaju szumów, wzmocnienie sygnału a także uporządkowanie zarejestrowanych wydarzeń w przestrzeni. Ze względu na podobieństwo metod podstawowe przetwarzanie zebranych w terenie danych może być prowadzone w podobny sposób, jak przy badaniach sejsmicznych. Możliwe jest tu zastosowanie oprogramowania do przetwarzania danych sejsmicznych, choć dość powszechne jest specjalistyczne oprogramowanie do mniej lub bardziej rozległego przetwarzania danych i interpretacji profili georadarowych. Oprogramowanie takie jest dostosowane od potrzeb i zastosowania metody.

4 Echogram.

Echogram - zapis echa sygnałów ultradźwiękowych w badaniu wykonanym echosondą.