Der neue pulsEKKO® Ultra Receiver | Sensors & Software Inc.

Sensors & Software ist stolz, die neueste Entwicklung von pulsEKKO® vorzustellen – den Ultra Receiver.

Der neue PulsEKKO® Ultra Receiver baut auf der weltbekannten Leistungsfähigkeit der Marke PulsEKKO® GPR auf. Die Datenerfassung ist jetzt tausende Male schneller als zuvor. Dies hat enorme Auswirkungen auf die Erfassung von GPR-Daten:

1. Der Stapel-GPR wird bis zu 65,536 Mal verfolgt, wobei die Erfassungsgeschwindigkeit kaum oder gar nicht verringert wird.
2. Reduzieren Sie das Grundrauschen, um GPR-Signale zu sehen, die bis zu 100-mal kleiner als zuvor sind.
3. Erreichen Sie die doppelte Eindringtiefe.
4. Sammeln Sie 32-Bit-Daten mit hohem Dynamikbereich, um kleine, subtile und echte GPR-Signale zu sehen.

All dies bedeutet unglaubliche Möglichkeiten für Forschung und Weiterentwicklung bestehender GPR-Anwendungen.

Zufälliges Hintergrundrauschen verhindert, dass GPR-Systeme die schwachen Signale aus der Tiefe des Untergrunds erkennen. Wenn die erhöhte Geschwindigkeit zum mehrmaligen Stapeln der GPR-Spuren verwendet wird, führt dies zu einer tieferen GPR-Eindringung als je zuvor. Durch Stapeln wird das zufällige Grundrauschen verringert und die Bildtiefe erhöht. Der Ultra-Empfänger lässt sich tausendfach stapeln, sodass GPR-Anwender 100-mal kleinere GPR-Signale als zuvor sehen können. High Stacking erhöht den Dynamikbereich der Daten von 16 Bit auf 32 Bit.

Die Beispieldaten unten zeigen, dass die Eindringtiefe etwa 25 Meter beträgt, wenn die GPR-Daten 32-mal gestapelt werden (links). Die Eindringtiefe verdoppelt sich auf über 50 Meter, wenn die Daten 32,000 Mal gestapelt werden (rechts).

Abbildung 1:

Die Eindringtiefe des GPR-Signals erhöht sich von etwa 25 Metern auf über 50 Meter, wenn die Anzahl der Stapel von 32 (links) auf 32,000 (rechts) erhöht wird. Die GPR-Linien wurden an derselben Stelle gesammelt; ein alter Kalksteinbruch in Rockwood, Kanada.

Die erhöhte Empfindlichkeit des Ultra-Empfängers überwindet die gesetzlichen Emissionsgrenzwerte in den USA, Kanada und Europa, die derzeit die Sendeleistung einschränken und die GPR-Erkundungstiefe begrenzen. Mit der höchsten Datenqualität, die in einem GPR-System verfügbar ist, sind PulseEKKOs einzigartig geeignet, die Fähigkeiten des Ultra-Empfängers voll auszunutzen.

Es sind Upgrade-Pakete erhältlich, um den Ultra Receiver mit den Niederfrequenzantennen pulsEKKO® 100 oder pulsEKKO® PRO zu verwenden.

So funktioniert der Ultra-Receiver

Die „Eindringtiefe“ für GPR ist die Tiefe (oder Zwei-Wege-Laufzeit), bei der die GPR-Signalamplituden (unten blau dargestellt) auf das gleiche Niveau wie das Hintergrundrauschen (gelb dargestellt) gedämpft werden.

Abbildung 2:

GPR-Signale sind vorhanden, werden jedoch durch stärkeres, zufälliges Hintergrundfunkrauschen maskiert, das als Noise Floor bezeichnet wird. Durch Verringern des Rauschbodens durch Stapeln von GPR-Datenspuren können die schwächeren GPR-Signale gesehen werden.

Da GPR-Signale unterhalb des Grundrauschens verborgen sind, bedeutet dies, dass die Eindringtiefe zunimmt, wenn das Grundrauschen abnimmt.

Beachten Sie, dass die GPR-Linie jetzt ein neuer Abschnitt ist, der eine viel größere Eindringtiefe (60+ Meter) als zuvor aufweist.

GPR-Signale werden zwischen der Spitzenamplitude und dem Hintergrundgeräuschpegel aufgezeichnet. Mit dem Ultra Receiver können Sie tiefer sehen, indem Sie das Hintergrundrauschen um zwei oder mehr Größenordnungen reduzieren – und das GPR-Signal mehr als 100-mal kleiner sehen als zuvor.

Der Ultra Receiver erreicht dies durch Stapeln. Die Idee des Stapelns besteht darin, die GPR-Ablaufverfolgung nicht einmal zu erfassen und zu speichern, sondern die GPR-Ablaufverfolgung mehrmals zu erfassen, diese mehreren Ablaufverfolgungen zu mitteln und nur die durchschnittliche Ablaufverfolgung zu speichern.

Abbildung 3:

Das „Stapeln“ von GPR-Spuren durch mehrmaliges Sammeln derselben Spur, Mittelung und Speicherung der Durchschnittsspur erhöht das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) durch Reduzierung des zufälligen Rauschens.

Dadurch erhöht sich das „Signal-Rausch-Verhältnis“. Dies geschieht nicht durch Erhöhen der GPR-Signalamplitude, sondern durch Verringern der Rauschamplitude. Je kleiner das Rauschen, desto mehr GPR-Signal ist in größeren Tiefen zu sehen.

Die Idee, das zufällige Rauschen zu verringern, wird oben durch den roten Teil der GPR-Kurve dargestellt. Beachten Sie, dass die Amplitude des roten Rauschens in der gespeicherten Kurve kleiner wird, je öfter wir die Kurve stapeln.

Quantitativ reduziert das Stapeln das zufällige Rauschen auf 1 / √n, wobei n die Anzahl der Stapel ist:

Abbildung 4:

Zufälliges Rauschen wird auf 1 / √n reduziert. Diese Tabelle zeigt, wie die Amplitude des Rauschens mit zunehmenden Stapeln abnimmt. Durch 100-faches Stapeln wird der Lärm um 10 % bzw. 10-mal geringer. Durch 10,000-faches Stapeln wird das Rauschen auf 1 % oder 100 Mal kleiner reduziert – das sind 2 Größenordnungen weniger.

Hier ist ein Beispiel für diese Geräuschreduzierung, die durch Stapeln erreicht wird. Die folgenden Daten wurden mit dem PulseEKKO® Ultra-Empfänger entlang derselben GPR-Linie erfasst, wobei die Anzahl der Stapel variiert wurde. Sie können sehen, wie die Amplitude des Zufallsrauschens mit zunehmender Stapelanzahl abnimmt.

Abbildung 5:

Quantitative Feldergebnisse aus den am Standort gesammelten Daten in Abbildung 1. Das Grundrauschen sinkt mit zunehmender Anzahl der Stapel (links). Die Tiefe der GPR-Eindringung ist der Zeitpunkt, zu dem sich die GPR-Signale mit dem Grundrauschen schneiden. Mit zunehmender Stapelanzahl erhöht sich die Eindringtiefe von 425 ns auf 900 ns (rechts).

Das Ergebnis der Reduzierung der Amplitude des zufälligen Rauschens durch Stapeln ist eine Erhöhung der Eindringtiefe von 425 ns auf 900 ns; etwa das Doppelte.

Dieser technologische Fortschritt wird die Möglichkeiten, die Geowissenschaftler mit Bodenradaren erreichen können, grundlegend verändern. Sensors & Software ist stolz darauf, auf dem neuesten Stand der GPR-Fortschritte zu sein. Um mehr zu erfahren, kontaktieren Sie uns.

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