Nous avons tous partagé l'expérience de conduire sur la route et d'écouter la radio quand soudain il y a des interférences. Parfois, les interférences sont faibles et nous pouvons entendre la station mais devons forcer un peu ; d'autres fois, la station est totalement submergée par le bruit et rien ne peut être entendu au-dessus. La même chose peut arriver aux signaux GPR car ils se trouvent dans la même bande de fréquences que les stations de radio FM, les radios CB, les téléphones portables, les talkies-walkies, les radios bidirectionnelles et d'autres appareils radio.
Pour les opérateurs GPR, ces sources radio externes sont bruit extérieur.
Peu importe qu'il s'agisse d'un autoradio ou d'un système GPR, la définition du bruit est la même : des signaux indésirables dans la bande. Si votre réglage de profondeur (ou de fenêtre temporelle) est suffisamment long, le bruit radio de fond peut être vu vers le bas de chaque ligne GPR, (Figure 1, à gauche) sous forme de signal aléatoire ou de type hachage lorsqu'un gain de temps est appliqué.
Un tracé d'amplitude de trace moyenne (ATA) est un excellent moyen de comparer le niveau de bruit de fond et la force du signal GPR, (Figure 1, à droite). Dans ce cas, le bruit de fond moyen est d'environ 0.9 mV tandis que le signal GPR de crête est d'environ 50 mV.
Un tracé ATA montre graphiquement le temps GPR pendant lequel le signal GPR se désintègre au niveau de bruit de fond ; en d'autres termes, le temps pendant lequel le signal GPR ne peut plus être distingué du bruit. Il s'agit de la profondeur maximale de pénétration GPR.
Le niveau de bruit dans Figure 1 n'interdit pas l'utilisation du GPR car il est beaucoup plus faible que les signaux GPR. Le pire cas de bruit se produit lorsque les signaux de bruit sont similaires ou supérieurs en intensité aux signaux GPR. Lorsque ce type de bruit est rencontré (à une profondeur de 7 m dans l'exemple), le plancher de bruit de fond est élevé à un niveau très élevé et, comme le montre un tracé ATA, la profondeur d'exploration GPR est sévèrement comprise ; dans certains cas, les données GPR peuvent être inutilisables.
Figure 2 montre les données d'un site extrêmement bruyant, à moins de 100 mètres d'une tour de transmission radio. L'émetteur radio externe produit un niveau de bruit de fond de 20 mV, dans la bande passante du récepteur GPR, et submerge complètement les signaux GPR, ce qui entraîne pratiquement aucune pénétration du signal GPR et rend les données complètement inutiles.
Le niveau de bruit de fond est l'un des facteurs qui limite la pénétration du signal GPR. Comparez les profondeurs de pénétration des figures 1 (7.5 mètres) et 2 (1.0 mètre). Si les niveaux de bruit et d'atténuation de la figure 1 étaient les mêmes que les données de la figure 2, les données provenaient du même site et avaient donc la même atténuation du signal GPR, le bruit extrême a réduit la profondeur de pénétration de 6.5 mètres !
Une façon de supprimer le type de bruit aléatoire illustré aux figures 1 et 2 consiste à augmenter le nombre de piles (Figure 3) . C'est la base de la technologie Ultra Receiver que Sensors & Software utilise dans le NOGGIN® Ultra 100 et le pulseEKKO® Ultra Receiver. Les Ultra-Receivers sont mille fois plus rapides que les récepteurs standard, augmentant le nombre maximum de piles de 2048 à 65,536 XNUMX. Pour plus d'informations sur la façon dont l'Ultra Receiver réduit le bruit pour augmenter la profondeur de pénétration GPR, voir https://www.sensoft.ca/blog/ultra-receiver-revolutionizing-low-frequency-data/.
Les figures 1 à 3 montrent toutes un bruit aléatoire, mais le bruit de fond peut prendre divers motifs en fonction de la nature du dispositif de transmission radio. Parfois, il peut apparaître sur une zone étroite de localisation spatiale (Figure 4a) , s'estompant avec le temps (Figure 4b) , ou avec un motif périodique (Figure 4c) . Les modèles de bruit périodiques peuvent être causés par le démarrage et l'arrêt de la transmission par la source ou par le changement de position. Une antenne de transmission directionnelle rotative telle que celles que l'on trouve dans les aéroports peut diriger les signaux vers un GPR, puis s'en éloigner.
D'autres variables pour la façon dont le système GPR reçoit le bruit externe sont la bande passante de l'antenne, la distance à la source de bruit et l'orientation des antennes GPR par rapport à la source de bruit.
Figure 4d montre un modèle de bruit en pente intéressant qui est presque cohérent. Cela signifie que la source de bruit externe transmettait à un taux de répétition similaire au système GPR.
La meilleure façon de confirmer qu'un signal suspect dans la ligne GPR est un bruit externe et non généré d'une manière ou d'une autre par le système GPR ou une véritable réflexion GPR, est de regarder les données avant la première pause (ou le temps zéro); tous les systèmes de capteurs et de logiciels collectent environ 10 % des données avant que l'émetteur GPR ne se déclenche (Figures 4a, b et c). Si le signal en profondeur dans la section est le même que le signal avant la première pause, la source du signal est définitivement externe.
Le bruit n'est pas un problème pour la grande majorité des levés GPR, mais les opérateurs doivent le reconnaître lorsqu'il se produit. Lorsque cela affecte négativement l'enquête GPR, envisagez d'exécuter l'enquête à un moment différent lorsque les émetteurs radio sont éteints ou plus faibles ; de nombreuses stations de radio réduisent leur puissance d'émission la nuit. Exécutez également quelques lignes de test pour voir si le bruit est réduit lorsque les lignes de levé sont collectées dans une certaine direction, souvent orthogonale à la source de bruit.
