Wir alle haben die Erfahrung gemacht, die Straße hinunterzufahren und Radio zu hören, wenn plötzlich Störungen auftreten. Manchmal ist die Interferenz schwach, und wir können den Sender hören, müssen uns aber etwas anstrengen; zu anderen Zeiten ist der Bahnhof völlig von Lärm überschwemmt, und darüber ist nichts zu hören. Dasselbe kann mit GPR-Signalen passieren, da sie sich im selben Frequenzband wie UKW-Radiosender, CB-Funkgeräte, Mobiltelefone, Walkie-Talkies, 2-Wege-Funkgeräte und andere Funkgeräte befinden.
Für GPR-Betreiber sind diese externen Funkquellen externe Geräusche.
Egal ob Autoradio oder GPR-System, die Definition von Rauschen ist die gleiche: In-Band, unerwünschte Signale. Wenn Ihre Einstellung für die Tiefe (oder das Zeitfenster) lang genug ist, ist das Hintergrundfunkrauschen am unteren Rand jeder GPR-Linie zu sehen. (Abbildung 1, links) als zufälliges oder Hash-ähnliches Signal, wenn eine Zeitverstärkung angewendet wird.
Ein Diagramm der durchschnittlichen Trace-Amplitude (ATA) ist eine hervorragende Möglichkeit, den Pegel des Hintergrundrauschens und die GPR-Signalstärke zu vergleichen. (Abbildung 1, rechts). In diesem Fall beträgt das durchschnittliche Hintergrundrauschen etwa 0.9 mV, während das GPR-Spitzensignal etwa 50 mV beträgt.
Ein ATA-Diagramm zeigt grafisch die GPR-Zeit, in der das GPR-Signal auf den Hintergrundrauschpegel abfällt; mit anderen Worten, die Zeit, in der das GPR-Signal nicht mehr vom Rauschen unterschieden werden kann. Dies ist die maximale Eindringtiefe des GPR.
Der Geräuschpegel in Figure 1 verbietet die Verwendung von GPR nicht, da es viel schwächer als die GPR-Signale ist. Das Rauschen im schlimmsten Fall tritt auf, wenn die Rauschsignale ähnlich oder stärker als die GPR-Signale sind. Wenn diese Art von Rauschen angetroffen wird (in dem Beispiel in einer Tiefe von 7 m), wird das Grundrauschen auf ein sehr hohes Niveau angehoben und, wie ein ATA-Plot zeigt, wird die GPR-Explorationstiefe stark beeinträchtigt; In einigen Fällen können die GPR-Daten unbrauchbar sein.
Figure 2 zeigt Daten von einem extrem lauten Standort, weniger als 100 Meter von einem Sendeturm entfernt. Der externe Funksender erzeugt einen Hintergrundrauschpegel von 20 mV in der Bandbreite des GPR-Empfängers und überwältigt die GPR-Signale vollständig, was dazu führt, dass praktisch kein GPR-Signal durchdringt und die Daten vollständig unbrauchbar werden.
Der Hintergrundgeräuschpegel ist einer der Faktoren, der die GPR-Signaldurchdringung begrenzt. Vergleichen Sie die Eindringtiefen für die Abbildungen 1 (7.5 Meter) und 2 (1.0 Meter). Wenn die Rausch- und Dämpfungspegel in Abbildung 1 mit den Daten in Abbildung 2 identisch wären, die Daten vom selben Standort stammten und daher die gleiche GPR-Signaldämpfung aufwiesen, hat das extreme Rauschen die Eindringtiefe um 6.5 Meter verringert!
Eine Möglichkeit, das in den Abbildungen 1 und 2 gezeigte zufällige Rauschen zu unterdrücken, besteht darin, die Anzahl der Stapel zu erhöhen (Abbildung 3) . Dies ist die Grundlage hinter der Ultra Receiver-Technologie, die Sensors & Software im NOGGIN® Ultra 100 und im pulseEKKO® Ultra Receiver einsetzt. Ultra-Receiver sind tausendmal schneller als Standard-Receiver und erhöhen die maximale Stack-Anzahl von 2048 auf 65,536. Weitere Informationen darüber, wie der Ultra-Empfänger das Rauschen reduziert, um die GPR-Eindringtiefe zu erhöhen, finden Sie unter https://www.sensoft.ca/blog/ultra-receiver-revolutionizing-low-frequency-data/.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen alle zufälliges Rauschen, aber das Hintergrundrauschen kann verschiedene Muster annehmen, abhängig von der Beschaffenheit des Funkübertragungsgeräts. Manchmal kann es über einem engen Bereich der räumlichen Position erscheinen (Abbildung 4a) , mit der Zeit ein- und ausblendend (Abbildung 4b) , oder mit einem periodischen Muster (Abbildung 4c) . Die periodischen Rauschmuster können dadurch verursacht werden, dass die Quelle die Übertragung startet und stoppt oder die Position ändert. Eine rotierende Richtsendeantenne, wie sie an Flughäfen zu finden ist, könnte Signale zu einem GPR und dann weg richten.
Andere Variablen dafür, wie das GPR-System das externe Rauschen empfängt, sind die Antennenbandbreite, der Abstand zur Rauschquelle und die Ausrichtung der GPR-Antennen in Bezug auf die Rauschquelle.
Abbildung 4d zeigt ein interessantes abfallendes Rauschmuster, das fast kohärent ist. Dies bedeutet, dass die externe Rauschquelle mit einer ähnlichen Wiederholungsrate wie das GPR-System sendete.
Der beste Weg, um zu bestätigen, dass ein verdächtiges Signal in der GPR-Leitung externes Rauschen ist und nicht irgendwie vom GPR-System oder einer echten GPR-Reflexion erzeugt wird, besteht darin, sich die Daten vor der ersten Unterbrechung (oder Nullzeit) anzusehen. Alle Sensor- und Softwaresysteme sammeln ungefähr 10 % der Daten, bevor der GPR-Sender auslöst (Abbildungen 4a, b und c). Wenn das Signal tief im Abschnitt dasselbe ist wie das Signal vor der ersten Pause, ist die Signalquelle definitiv extern.
Rauschen ist für die überwiegende Mehrheit der GPR-Vermessungen kein Problem, aber die Betreiber sollten es erkennen, wenn es auftritt. Wenn die GPR-Vermessung dadurch beeinträchtigt wird, ziehen Sie in Betracht, die Vermessung zu einem anderen Zeitpunkt durchzuführen, wenn die Funksender ausgeschaltet oder schwächer sind; Viele Radiosender reduzieren nachts ihre Sendeleistung. Führen Sie auch einige Testlinien durch, um zu sehen, ob das Rauschen reduziert wird, wenn Vermessungslinien in einer bestimmten Richtung erfasst werden, häufig orthogonal zur Rauschquelle.
