Георадарный профиль – двумерное изображение, состоящее из последовательного набора трасс (эхо-сигналов),  получаемое в процессе зондирования поверхности георадаром.

По горизонтали откладывается пройденный путь (или номера трасс), а по вертикали слева – временная шкала, а справа - глубина.

Рис.2  Пример георадарного профиля

Как работает георадар?

Георадар излучает короткие импульсы электромагнитной энергии и принимает эхо-сигнал, отраженный и/или рассеянный различными неоднородностями. Каждый эхо-сигнал (или трасса) содержит отражения от множества неоднородностей, попавших в поле зрения (апертуру) антенной системы георадара. Амплитуда отраженного сигнала зависит от размеров неоднородности и контраста ее границы с окружающей средой. Чем контрастнее граница и больше размеры неоднородности – тем больше амплитуда отраженного сигнала.

Рис.3  Георадар использует электромагнитные импульсы для выявления неоднородностей в исследуемой структуре.

Глубина зондирования георадара

Почему нельзя изменять мощность сигнала георадара?

Во-первых, максимальная мощность излучения жестко регламентируется и контролируется законодательством. Большая мощность радиосигнала может мешать другим работающим электронным приборам и радиоприемникам (мобильные телефоны, телевидение, радиовещание и др.).

Во-вторых, с увеличением глубины сканирования необходимая мощность должна изменяться экспоненциально. Т.е. увеличение мощности приводит к весьма незначительному увеличению глубины зондирования.

С какой скоростью необходимо двигаться в процессе измерения?

В процессе зондирования важно равномерное перемещение антенны с постоянной скоростью.

Скорость движения антенного блока рассчитывается по формуле:

v = d * f;

где:
v – скорость движения, м/с
d – шаг между трассами в метрах
f – количество трасс в секунду

Например, если выбрать шаг между трассами 10 см при заданных параметрах Число выборок - 500 и Накопление - 5, что соответствует 14,52 трассы/сек, скорость движения будет равна:
v = 0,1 * 14,52 = 1,452 ≈1,5 м/с

Эти расчеты приведены для справки, т.к. программа делает расчет автоматически и сигнализирует при превышении допустимой скорости движения.

Что отображается на георадарном профиле?

Конечным результатом зондирования является георадарный профиль, представляющий собой набор отраженных (или рассеянных) импульсов:

Рис.4 Типичные отображения объектов на георадарном профиле

Отражения возникают при изменениях электромагнитных свойств материала на пути распространения волны.  Критичные параметры: диэлектрическая и магнитная проницаемость и проводимость материала.

Диэлектрическая проницаемость влияет на скорость распространения сигнала, от проводимости зависит степень его затухания. Отражения сигнала происходят, когда волна меняет свою скорость или интенсивность (затухание сигнала). Чем значительнее изменение электромагнитных свойств среды, тем сильнее отраженный сигнал.

Очертания отображенных объектов часто не совпадает с их физической формой. Небольшие объекты (и их поперечный срез при зондировании) отображаются на георадарном профиле в виде гиперболы. С увеличением же размера объекта, вершина гиперболы уплощается. С приближением физических размеров объекта к длине волны, возникает дифракция и  размеры объекта становится сложно оценить. 

Рис.5  Принцип отображения отраженных сигналов на георадарном профиле. Видны искажения сигнала в местах отражения от объектов.

Какую скорость волны в среде необходимо выбрать?

В большинстве случаев диэлектрические свойства почвы заранее неизвестны. Поэтому, перед зондированием устанавливается ориентировочная скорость или выбирается из списка (если можно определить тип грунта).
Для профилей, полученных с использованием измерительного колеса, доступна функция

Гипербола

Для определения скорости волны методом гиперболы необходимо совместить эталонную красную дугу (связанную с заданной скоростью) с вершиной дуги от объекта. Изменяя скорость эталонной дуги и, тем самым, совмещая эталонную и измеряемые дуги, нужно добиться их совпадения. Скорость волны определена.

Рис.6 Использование функции Гипербола для определения скорости волны.

Подробнее – см. Инструкцию пользователя.

Нужно ли специальное обучение для работы с георадаром?