يوضح تحديد متوسط السعة لجميع الآثار في المقطع العرضي لـ GPR شخصية الاستجابة مقابل وقت السفر (أو العمق) ويوفر للمستخدم رؤى وفهم أساسي لطبيعة البيانات.
في الجزء الأول من قصتنا حول مؤامرات ATA في منطقتنا يوليو 2018 المشاهدات تحت السطحية، ركزنا على كيفية استخدام مخطط متوسط السعة الزمنية (ATA) من أجل:
- تحديد مستوى ضوضاء الخلفية
- تحديد عمق اختراق GPR
- تحليل توهين إشارة GPR بعمق
في هذه المقالة ، نواصل النظر في قوة مؤامرات ATA ؛ كيف توفر نظرة ثاقبة على نبض الإرسال ويمكن أن تساعد في تحديد ضوضاء النظام المتماسك وموجات الهواء.
النبض المنقول
عادةً ما تكون أعلى إشارة اتساع في مخطط ATA هي الموجة المباشرة. تنتقل هذه الإشارة مباشرة من جهاز الإرسال إلى جهاز الاستقبال. في بعض الحالات ، قد تتجاوز الإشارة المباشرة القيمة القصوى التي يمكن أن تستوعبها الأجهزة الإلكترونية المستقبلة مما يؤدي إلى أن يكون الجهد المسجل الذروة أقل من القيمة الحقيقية. يشار إلى هذا باسم لقطة الإشارة. عندما يكون مستوى اكتشاف ذروة المستقبل معروفًا ، يشير مخطط ATA بسرعة إلى ما إذا كانت نبضة الإرسال (الشكل 1) مقطوعة. يوضح المثال الموضح في الشكل 1 إشارات لجهاز استقبال بمدى ذروة تسجيل +/- 50 ملي فولت. يتم "قص" الإشارات التي تتجاوز 50 مللي فولت كما يوضح الرسم البياني.
يمكن أن تؤثر نبضة الإرسال المقطوعة على استخدام مرشح الطرح في الخلفية (يُستخدم للكشف عن الإشارات الأضعف التي تحجبها نبضة الإرسال ذات السعة الأعلى). إذا تم قطع البيانات ، فلن يتم اكتشاف الاستجابات المستهدفة في منطقة القطع. غالبًا ما يشار إلى هذا التأثير باسم طمس جهاز الإرسال. إذا لم تكن العواكس الضحلة ذات أهمية لمسح معين ، فإن نبضة الإرسال المقطوعة مقبولة.
بالنسبة لأنظمة GPR ثنائية السكون بالكامل ، يمكن تقليل الاقتطاع أو القضاء عليه عن طريق تحريك هوائيي GPR بعيدًا عن بعضهما البعض. وتتمثل الطرق الأخرى في تقليل قدرة المرسل أو تقليل كسب المستقبل (وبالتالي حساسية المستقبِل). تتوفر كل هذه الخيارات في أحدث أنظمة PulseEKKO® حيث يمكن للمستخدم تحريك كل هوائي بشكل مستقل أو ضبط جهد جهاز الإرسال أو تغيير كسب جهاز الاستقبال (في حالة جهاز استقبال Ultra الجديد). تحتوي أنظمة GPR ، مثل NOGGIN® و LMX® و CONQUEST® على هوائيات في فاصل ثابت ومصممة بحيث لا يتم قطع الإشارات عندما يكون النظام على الأرض.
ضوضاء متماسكة
أحد الجوانب الصعبة لأنظمة GPR هو وجود ضوضاء متماسكة غير متغيرة مع الزمن. يتم إنتاج هذه الإشارات داخل نظام GPR نفسه وترتبط بإشارات تنتقل داخل الإلكترونيات أو على هيكل الكابلات والدعم المرتبط. في الحالات القصوى ، تظهر هذه على شكل نطاقات ثابتة عبر قسم الرادار وتخفي جميع الاستجابات تحت السطحية.
مخططات ATA مفيدة جدًا لتقييم مستوى الضوضاء المتماسكة (والمكانية). عندما يتم الحصول على البيانات على طول مقطع حيث يوجد قدر كبير من التغيير مع أهداف في أعماق مختلفة ومواقع مكانية ، يجب أن تكشف مؤامرة ATA عن استجابة متحللة بسلاسة. يدل وجود القمم الموضعية على منحنى الاستجابة المتحللة على ضوضاء متماسكة.
يوضح الشكل 2 مخطط ATA مع مثال على ضوضاء نظام متماسكة في شكل نطاقات دورية عبر المقطع العرضي ، بسبب إشارات تتحرك على كبل معدني بالقرب من الهوائيات.
غالبًا ما يستخدم الطرح في الخلفية لتقليل هذه الإشارات المتماسكة ، ويمكن تحقيق تقليل الضوضاء من 10 إلى 100 ضعف في الحالات الجيدة. نظرًا لأنه في استطلاعات GPR الجادة ، تكون الاستجابات المستهدفة عمومًا 10 إلى 100,000 مرة أصغر من إشارات الموجة المباشرة ، فإن طرح الخلفية ليس نهجًا موثوقًا به تمامًا للحصول على أفضل النتائج. قد تظل الإشارات الضعيفة مفقودة في الضوضاء وسيؤدي طرح الخلفية إلى تقليل أو إزالة العاكسات المسطحة نسبيًا.
يعتبر الاهتمام الجاد بتصميم النظام وتجميع المكونات أفضل طريقة لتقليل هذا النوع من الضوضاء. نخبر عمومًا مشتري GPR الجدد بتقييم مستوى ضوضاء النظام المتماسك عند اختيار نظام وفحص البيانات دون استخدام تصفية الطرح في الخلفية
موجات الهواء
بعد تخفيف إشارات GPR إلى مستوى ضوضاء الخلفية ، من الممكن رؤية الإشارات التي تنعكس من الأشياء الموجودة فوق السطح مثل الأشجار والمباني والأسقف (عند إجراء مسح GPR داخل المبنى) والمظلات. تسمى هذه الانعكاسات "موجات الهواء" لأن الإشارات تنتقل عبر الهواء بسرعة الضوء. تظهر موجات الهواء بشكل شائع عندما تكون النافذة الزمنية أكبر بكثير من عمق الاختراق (الشكل 3).
هناك أوقات تتحول فيها أحداث السعة في أوقات لاحقة على مؤامرة ATA إلى عاكسات حقيقية تحت السطح (الشكل 4). تأتي إحدى الفوائد العظيمة لمخططات ATA من القدرة على تقييم السعة النسبية للإشارات التي تظهر في المقطع العرضي لـ GPR. كجزء من التفسير ، يمكن تقييم احتمالية أن تكون الإشارة الضعيفة العميقة هدفًا حقيقيًا تحت السطح.
على الرغم من أننا لن نوضح ذلك هنا ، فإن عرض مخطط ATA لقسم قبل وبعد تطبيق وظائف الكسب المتغيرة للوقت سيساعد في تقييم موثوقية المقطع العرضي النهائي عندما يتم تضخيم الإشارات الضعيفة بقوة.
وفي الختام
مؤامرات ATA متوفرة في وحدة المعالجة ل EKKO_Project ™ البرمجيات. يوفر هذا النوع من المعالجة أداة قوية تمكن المستخدمين من تقديم أفضل تفسير ممكن لبيانات GPR. إن القدرة على التمييز بين الضوضاء من العاكسات الجوفية الحقيقية ، رغم أنه ليس من السهل دائمًا تحديدها ، تعني أن قيمة بيانات GPR قد تم تعزيزها للاستخدام النهائي. القيمة الحقيقية للجميع هي تجنب سوء تفسير البيانات. لمعرفة المزيد عن مخططات ATA وغيرها من وسائل التفسير القوية ، اتصل بنا أو شاهد أحد مقاطع الفيديو الخاصة بنا على الإنترنت حول تحليل البيانات.
