Le nouveau récepteur pulseEKKO® Ultra | Capteurs et logiciels Inc.
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Le nouveau récepteur pulseEKKO® Ultra | Capteurs et logiciels Inc.

Sensors & Software est fier de présenter la dernière évolution de pulseEKKO® - l'Ultra Receiver.

Le nouveau récepteur pulseEKKO® Ultra s'appuie sur les capacités de renommée mondiale de la marque pulseEKKO® GPR. L'acquisition de données est désormais des milliers de fois plus rapide qu'auparavant. Cela a d'énormes implications pour la collecte de données GPR:

  1. Empilez les traces GPR jusqu'à 65,536 XNUMX fois, avec peu ou pas de réduction de la vitesse de collecte.
  2. Réduisez le bruit de fond pour voir les signaux GPR jusqu'à 100 fois plus petits qu'auparavant.
  3. Atteignez le double de la profondeur de pénétration.
  4. Collectez des données 32 bits à plage dynamique élevée pour voir des signaux GPR petits, subtils et réels.

Tout cela signifie des opportunités incroyables pour la recherche et les progrès dans les applications GPR existantes.

Le bruit de fond aléatoire empêche les systèmes GPR de détecter les signaux faibles des profondeurs du sous-sol. L'utilisation de la vitesse accrue pour empiler les traces GPR plus de fois entraîne une pénétration GPR plus profonde que jamais. L'empilement réduit le bruit de fond aléatoire et augmente la profondeur de l'image. L'Ultra Receiver se superpose des milliers de fois, permettant aux praticiens GPR de voir des signaux GPR 100 fois plus petits qu'auparavant. Un empilement élevé augmente la plage dynamique des données de 16 bits à 32 bits.

L'exemple de données ci-dessous montre comment la profondeur de pénétration est d'environ 25 mètres lorsque les données GPR sont empilées 32 fois (à gauche). La profondeur de pénétration a plus que doublé pour atteindre plus de 50 mètres lorsque les données sont empilées 32,000 XNUMX fois (à droite).

Figure 1:
La profondeur de pénétration du signal GPR augmente d'environ 25 mètres à plus de 50 mètres lorsque le nombre de piles passe de 32 (à gauche) à 32,000 XNUMX (à droite). Les lignes GPR ont été collectées sur ce même site; une ancienne carrière de calcaire à Rockwood, Canada.

La sensibilité accrue du récepteur Ultra dépasse les limites d'émission réglementaires aux États-Unis, au Canada et en Europe, qui limitent actuellement la puissance de l'émetteur et limitent la profondeur d'exploration du GPR. Avec la plus haute qualité de données disponible dans un système GPR, les pulseEKKO sont particulièrement adaptés pour tirer pleinement parti des capacités de l'Ultra Receiver.

Des kits de mise à niveau sont disponibles pour utiliser l'Ultra Receiver avec les antennes basse fréquence pulseEKKO® 100 ou pulseEKKO® PRO.

Comment fonctionne l'Ultra Receiver

La «Profondeur de pénétration» pour GPR est la profondeur (ou le temps de trajet bidirectionnel) à laquelle les amplitudes du signal GPR, indiquées en bleu ci-dessous, s'atténuent au même niveau que le bruit de fond, indiqué en jaune.

Les signaux GPR sont présents mais masqués par un bruit radio de fond plus fort et aléatoire, appelé plancher de bruit. La réduction du bruit de fond en empilant les traces de données GPR permet de voir les signaux GPR les plus faibles.
Figure 2:
Les signaux GPR sont présents mais masqués par un bruit radio de fond plus fort et aléatoire, appelé plancher de bruit. La réduction du bruit de fond en empilant les traces de données GPR permet de voir les signaux GPR les plus faibles.

Comme il y a des signaux GPR enfouis sous le plancher de bruit, cela signifie que la profondeur de pénétration augmente si le plancher de bruit diminue.

Notez que la ligne GPR est maintenant une nouvelle section montrant une profondeur de pénétration beaucoup plus grande (60 mètres et plus) qu'auparavant.

Les signaux GPR sont enregistrés entre l'amplitude de crête et le niveau de bruit de fond. L'Ultra Receiver vous permet de voir plus profondément en réduisant le bruit de fond de deux ordres de grandeur ou plus - et de voir le signal GPR plus de 100 fois plus petit qu'auparavant.

L'Ultra Receiver le fait en s'empilant. L'idée de l'empilement est, plutôt que de collecter la trace GPR une fois et de la sauvegarder, nous collectons la trace GPR plusieurs fois, faisons la moyenne de ces traces multiples et n'enregistrons que la trace moyenne.

«Empiler» les traces GPR en collectant la même trace plusieurs fois, en calculant la moyenne et en enregistrant la trace moyenne, augmente le rapport signal / bruit (SNR) en réduisant le bruit aléatoire.
Figure 3:
«Empiler» les traces GPR en collectant la même trace plusieurs fois, en calculant la moyenne et en enregistrant la trace moyenne, augmente le rapport signal / bruit (SNR) en réduisant le bruit aléatoire.

Cela augmente le «rapport signal sur bruit». Ceci est fait, non en augmentant l'amplitude du signal GPR, mais en diminuant l'amplitude du bruit. Plus le bruit est petit, plus le signal GPR peut être vu à de plus grandes profondeurs.

L'idée de diminuer le bruit aléatoire est représentée ci-dessus par la partie rouge de la trace GPR. Remarquez comment, l'amplitude du bruit rouge dans la trace enregistrée diminue à mesure que nous empilons la trace.

Quantitativement, l'empilement réduit le bruit aléatoire à 1 / √n, où n est le nombre de piles:

Le bruit aléatoire est réduit à 1 / √n. Ce tableau montre comment l'amplitude du bruit diminue avec l'augmentation des piles. L'empilement 100 fois réduit le bruit à 10% ou 10 fois plus petit. L'empilement 10,000 1 fois réduit le bruit à 100% ou 2 fois plus petit - c'est XNUMX ordres de grandeur plus petit.
Figure 4:
Le bruit aléatoire est réduit à 1 / √n. Ce tableau montre comment l'amplitude du bruit diminue avec l'augmentation des piles. L'empilement 100 fois réduit le bruit à 10% ou 10 fois plus petit. L'empilement 10,000 1 fois réduit le bruit à 100% ou 2 fois plus petit - c'est XNUMX ordres de grandeur plus petit.

Voici un exemple de cette réduction de bruit obtenue par empilement. Les données ci-dessous ont été collectées avec le récepteur pulseEKKO® Ultra le long de la même ligne GPR, en faisant varier le nombre de piles. Vous pouvez voir comment l'amplitude du bruit aléatoire est réduite à mesure que le nombre de piles augmente.

Le champ quantitatif résulte des données collectées sur le site de la figure 1. Le bruit de fond diminue à mesure que le nombre de piles augmente (à gauche). La profondeur de pénétration du GPR est le moment auquel les signaux GPR se croisent avec le plancher de bruit. À mesure que le nombre de piles augmente, la profondeur de pénétration passe de 200 ns à 400 ns (à droite).
Figure 5:
Le champ quantitatif résulte des données collectées sur le site de la figure 1. Le bruit de fond diminue à mesure que le nombre de piles augmente (à gauche). La profondeur de pénétration du GPR est le moment auquel les signaux GPR se croisent avec le plancher de bruit. À mesure que le nombre de piles augmente, la profondeur de pénétration augmente de 425ns à 900ns (à droite).

Le résultat de la réduction de l'amplitude du bruit aléatoire par empilement, est une augmentation de la profondeur de pénétration de 425ns à 900ns; environ le double.

Cette avancée technologique changera fondamentalement ce que les géoscientifiques peuvent réaliser avec le radar à pénétration du sol. Sensors & Software se targue d'être à la pointe des progrès du GPR. Pour en savoir plus, contactez-nous.

Cliquez ici pour télécharger la brochure PulseEKKO® Ultra-Receiver

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