GPR に関するよくある質問

地中レーダー（GPR） は、通常1〜1000 MHzの周波数範囲の電波を使用して、地面（または人工構造物）に埋もれている構造物や特徴をマッピングする手法に適用される一般的な用語です。 歴史的に、GPRは主に地中の構造物のマッピングに焦点を合わせていました。 最近では、GPRは非金属構造の非破壊検査に使用されています。

地面の内部構造を調査するために電波を適用するという概念は新しいものではありません。 間違いなく、この分野で最も成功した初期の研究は、北極と南極の氷床の厚さをマッピングし、氷河の厚さを鳴らすための音響測深機の使用でした。 氷以外の環境でのGPRの使用は、1970年代初頭に始まりました。 初期の研究は永久凍土の土壌への応用に焦点を合わせていました。

GPRアプリケーションは、適切な機器の想像力と可用性によってのみ制限されます。 最近、GPRは、埋設ユーティリティの特定、鉱山サイトの評価、法医学調査、考古学的発掘、埋没地雷と不発弾の検索、雪と氷の厚さと品質の測定など、さまざまな分野で使用されています。いくつか例を挙げると。

システムを教えてください。

1. 弱い無線周波数信号を発します
2. 返送されたエコーを検出し、それらを使用して画像を作成します
3. 信号の時間遅延と強度を表示します

GPRは魚群探知機と音響測深機のようなものです

1. ファインダーはpingを送信します
2. 信号が魚から散乱して戻る
3. 信号は下から散乱します

1. ボートが動くと、記録が収集されます
2. 録音は並べて表示されます
3. 結果は断面のように見えます

GPR探査深度

探査深度はサイト固有です

• 土壌は電波を吸収します
• 砂と砂利はGPRに有利です
• シルトや粘土などの細粒土は信号を吸収します
• 塩水は完全に不透明です

GPRの何がそんなに難しいのですか？

1. 地面はもっと複雑です
2. 人工構造物は複雑です
3. 単に反映されないものもあります
4. いくつかの理由はすべての信号を吸収します

なぜパイプがパイプのように見えないのですか？

• GPRレコードは地面の疑似画像です
• ローカライズされた機能は双曲線（逆V）になります
• GPRはすべての方向で信号を地面に送ります
• エコーはすべての方向から観察されます
• 最も近いアプローチ（ターゲットを超える）は、Vの頂点で発生します
• 逆V型の形状は、正確な深さを決定するのに役立ちます

「どれくらい深く見えますか？」 地中レーダー（GPR）ベンダーに尋ねられる最も一般的な質問です。 物理学はよく知られていますが、GPRを初めて使用するほとんどの人は、基本的な物理的制限があることに気づいていません。

多くの人々は、GPRの浸透は計装によって制限されていると考えています。 これはある程度真実ですが、探査の深さは主に材料自体によって支配され、計装の改善の量は基本的な物理的限界を克服しません。

浸透を制御するものは何ですか？

電波は、土壌、岩石、コンクリートなどのほとんどの人工材料を遠くまで透過しません。 トンネルを通って、または地下駐車場に車を運転している間にラジオ受信または携帯電話接続が失われたことは、これを証明しています。

GPRがまったく機能するという事実は、使用されている非常に感度の高い測定システムと特殊な状況に依存します。 図1に示すように、電波は指数関数的に減少し、すぐにエネルギー吸収材料で検出できなくなります。

図1：GPR信号は、土壌と岩石で指数関数的に減衰します。

指数関数的な減衰係数aは、主に電流を伝導する材料の能力によって決定されます。 単純で均一な材料では、これが通常支配的な要因です。 したがって、電気伝導率（または抵抗率）の測定によって減衰が決まります。

ほとんどの材料では、エネルギーは、材料の変動による散乱や水が存在することによっても失われます。 水には1000つの効果があります。 まず、水にはバルク導電率に寄与するイオンが含まれています。 第二に、水分子は通常XNUMX MHzを超える高周波で電磁エネルギーを吸収します（電子レンジが機能する理由を説明するのとまったく同じメカニズム）。

図2に示すように、減衰は周波数とともに増加します。GPRサウンドに適した環境では、通常、「GPRウィンドウ」を定義する減衰対周波数曲線にプラトーがあります。

図2：減衰は励起周波数と材料によって異なります。 この一連のグラフは、一般的な傾向を示しています。 低周波数（1000 MHz）では、水は強力なエネルギー吸収体です。

周波数を下げて浸透を改善することはできますか？

減衰は主に周波数とともに増加するため、周波数を下げると探索の深さが向上します。 ただし、周波数が低下すると、GPR測定の他のXNUMXつの基本的な側面が作用します。

まず、周波数を下げると解像度が低下します。 第二に、周波数が低すぎると、電磁界は波として伝わらず、拡散します。これは、誘導性EMまたは渦電流測定の領域です。

送信機の電力を上げることができないのはなぜですか？

送信機の電力を増やすことで、探査深度を増やすことができます。 残念ながら、探索の深さを増やすには、パワーを指数関数的に増やす必要があります。

図3：減衰によって探査深度が制限される場合、電力は深度とともに指数関数的に増加する必要があります。

図3は、図1に示されている減衰について、特定の深度までプローブするために必要な相対電力を示しています。探査深度の増加には大きな電源が必要であることがすぐにわかります。

実際の制約に加えて、政府は生成される可能性のある電波放射のレベルを規制しています。 GPR送信機の信号が大きくなりすぎると、他の機器、テレビ、ラジオ、携帯電話に干渉する可能性があります。 （残念ながら、これらの同じユビキタスデバイスは通常、GPR受信機のノイズの制限源です！）

探査深度を予測できますか？

はい、プローブする材料が電気的にわかっている場合は、多くの数値計算プログラムを利用できます。 探査深度の推定値を取得する最も簡単な方法は、レーダー距離方程式（RRE）分析を使用することです。 これらの計算を実行するためのソフトウェアが利用可能であり、この主題に関する多数の論文があります。 基本的な概念を図4に示します。

図4：ここにフローチャート形式で示されているレーダー範囲は、エネルギー分布を決定し、探査深度を推定する手段を提供します。

RRE分析は、パラメトリック研究および感度分析にとって非常に強力です。

レーダー範囲が複雑すぎます！

多くのユーザーは、RREは日常的に使用するには複雑すぎると言います。 詳細な計算を行いたくない場合は、次のより簡単な経験則を使用して探査深度を推定することをお勧めします。

D = 35 /メートル

ここで、はmS / m単位の導電率です。 RREほど信頼性は高くありませんが、この有用なルールは多くの地質環境で非常に役立ちます。

さらに簡単なアプローチは、一般的な材料で達成された探査深度の表またはチャートを使用することです。 GPRで遭遇する一般的な材料のチャートの例を図5に示します。

図5：一般的な材料の探査深度のチャート。 これらのデータは、「ベストケース」の観察に基づいています。 図9が示すように、材料だけでは探査深度の真の尺度ではありません。

図6、7、および8は、深い探査から浅い探査までの範囲の例を示しています。 材料タイプは、探査深度を制御するために見ることができます。 残念ながら、調査地域の資料だけを知っているだけでは、探査を常に予測できるとは限りません。

図6：巨大な花崗岩からのデータ–反射は割れ目です。 図7：湿った砂の堆積物の層を示すデータ。 図8：データは湿ったシルト質粘土のバレルの応答を示しています。

図9は、地質が基本的に均一であるが、探査の深さが大きく変動するセクションを示しています。 地質学的材料が不変である間、細孔の水の伝導率は変化します！ この場合、導電率を知ることは、材料を知ることよりも探査深度のより良い尺度を提供します。

図9：砂の設定からのGPRセクション。 探査の深さは、砂の材料ではなく、間隙水の導電率によって決まります。 埋め立て地から浸出する汚染物質は、位置によって導電率（および探査深度）が変動します。

図1に示すような地中レーダー（GPR）の測定では、反射エネルギーまたは散乱エネルギーが検出されます。 専門用語では、反射は、特性の変化に関連する電磁インピーダンスの変化によって作成されます。 残念ながら、多くのGPRユーザーは、無線フィールドと材料特性のより難解な側面に精通していません。

図1：調査エリアに存在するオブジェクトからの反射を示すクラシックデータセット。

材料特性とは何ですか？

「材料特性」は、材料の物理的属性を特徴づけます。 これらのプロパティは、密度、弾性、多孔性、熱伝導率、色、生地、テクスチャから他の多くのプロパティにまで及びます。 電波にとって重要な物性は、誘電率、電気伝導率、透磁率です。

GPRは、電気的および磁気的特性の変化に対応します。 人々は自然に、その視覚的または機械的特性（つまり、視覚、触覚などによって直接感知される）によってターゲットを特徴づける傾向があります。 多くの場合、電気的特性と他の物理的特性の間には相関関係があります。 したがって、GPRの応答は、多くの場合、人々の先入観に準拠しています。

電気特性が重要なのはなぜですか？

電気的特性は、電磁波が材料をどのように通過するかを制御します。 誘電率は主に波の速度を制御します。 導電率が信号の減衰を決定します。

レーダー反射は、電波が速度または減衰の変化に遭遇したときに発生します。 プロパティの変化が大きいほど、反射される信号が多くなります。

多くのGPRの概念は、光学から派生しています。 たとえば、スネルの法則は、図2に示す材料間の境界での光線と電波の両方の曲げを説明しています。曲げ（または屈折）は、材料間の波の速度の変化に依存します。

光学の場合と同様に、電波は部分的に送信され、境界で部分的に反射されます。フレネル反射係数は、光波とレーダー波の両方を表します。

図2：境界で部分的に透過および反射されたレーダー波。 光線も境界を越えて方向を変えます。

フレネル係数とは何ですか？

フレネル反射係数は、境界での反射信号と透過信号の振幅を定量化します。 反射信号と入射信号の振幅の比率が反射係数です。 送信信号と入射信号の振幅の比率が透過係数です。

反射係数は、入射角、入射フィールドの偏光、および速度コントラストに依存します。 図3は、1.6：1の速度コントラストが発生する可能性のある地下水面に入射するGPR波の反射係数と入射角および偏光の変化を示しています。

図3：反射信号の振幅は、速度のコントラスト、入射方向、および極性によって異なります。 地下水面での両方の偏光の反射が示されています。

ほとんどの状況はこれほど単純ではありません。 リフレクターのサイズと形状も重要です。 純粋主義者は、反射は抽象化であり、すべての応答は散乱応答であると主張しています。 フレネル反射係数は、暗黙的に平面で非常に広範なインターフェースを想定しています。 これは実際にはめったに真実ではありません。

不規則な形状はどのように扱われますか？

レーダー応答のいくつかの一般的なソースを図4に示します。大まかな境界、局所的な特徴、長く細いパイプおよびケーブルはすべて、平面境界よりもはるかに一般的です。

図4：一般的なGPRターゲットは、さまざまな形状と空間スケールを持つことができます。

境界ジオメトリの寸法がレーダー信号の空間寸法（つまり波長）と同じサイズに近づくと、ジオメトリが重要になります。 これが発生した場合、ターゲットは、それぞれが入射信号の一部をキャプチャして再放射する散乱点のコレクションと見なす必要があります。 これらの個々の散乱体は互いに相互作用して、再放射エネルギーを増強または低減します。 散乱体は、レーダー断面積と後方散乱ゲインによって特徴付けられます。

GPR断面積とバックスキャッターゲインとは何ですか？

断面積は、散乱体が入射レーダー信号の経路に投影する有効面積の尺度です。 単位面積あたりの入射レーダー波面エネルギーに断面積を掛けると、散乱体が入射波から抽出するエネルギーが決まります。

図5：散乱断面積と後方散乱ゲインの図。 （a）では、広い領域が提示され、ほとんどのエネルギーが戻されます。 （b）では、ターゲットは小さな断面を示し、散乱信号は受信機に戻されません。

エネルギー抽出された信号は、任意の方向に吸収または再放射できます。 後方散乱ゲインは、図5に示すように、入射信号の方向に再放射されるエネルギーの量を測定します。

後方散乱ゲインと断面積は、数値モデリングから計算されるか、実験室で標準的な幾何学的形状に対して測定されます。 いくつかの単純な形状は、比較的コンパクトな分析後方散乱ゲイン式を生成します。

断面積は、オブジェクトの真の幾何学的断面積と電気的特性のコントラストの関数です。 後方散乱ゲインは、主にオブジェクトの幾何学的属性によって制御されます。

これはどういう意味ですか？

一言で言えば、レーダー応答は、物理的特性のコントラストと形状の両方の関数です。 図6に示すように、球の応答はこの概念を示しています。

図6：球の寸法の関数としての球体からの散乱。 小さな球の場合、サイズが支配的です。 大きな球の場合、応答は平面ターゲットに近づきます。

小さなオブジェクトの場合、散乱されるエネルギーの量は、ターゲット次元のXNUMX乗として増加します。 ターゲットが大きくなると、応答はプラトーになり、平面境界の応答（つまり、フレネル反射係数）に近づきます。 両極端の間では、ターゲット内の建設的および破壊的な干渉により、応答が振動します。

周波数の選択は、図1に示すように、探索深度と解像度の長さという2003つの調査要件によって制御されます。解像度の長さは、間隔の狭いターゲットを一意に識別する機能を示します。 解像度の長さの詳細については、XNUMX年XNUMX月のEKKO_Updateを参照してください。

図1：周波数の選択は、探索の深さと解像度の長さDZによって制御されます。

探査深度は多くのサイト固有の要因に依存しますが、最も重要なのはホスト材料の信号減衰率です。 図2に示すように、減衰率はGPR周波数に依存します。

図2：減衰は探査の深さを決定します。 理想的な材料では、減衰は遷移周波数を超えるとプラトーになります。 実際の環境では、水または体積の散乱により、周波数とともに減衰が増加します。 高周波損失の発生は、サイトによって異なります。

理想的な材料では、高周波で減衰がプラトーになります。 実際の材料では、不均一性と水緩和吸収により、高周波での減衰が増加します。 図3に示すように、散乱損失は常に発生します。 霧の中の街灯は良い例えです。 水滴が光を散乱させるため、視界が大幅に低下します（つまり、光の透過が減少します）。

図3：GPR信号は、送信信号を減少させる材料特性の小さな不均一性によって散乱されます。

図4に示すように、システム帯域幅はインパルスまたはベースバンドGPRの中心周波数に等しいため、分解能の長さはGPR周波数に比例して変化します。

図4：空間分解能と周波数の長さ。 材料の速度は空間分解能を変化させます。

図2と図4は、ジレンマを示しています。GPR周波数が高くなると、解像度は高くなりますが、探査深度は減少します。 妥協案には論理的ですが、常に一意であるとは限りません。

図5に示すように、探査深度と頻度をプロットすることで、この議論の基礎が提供されます。 簡単にするために、探査深度は、材料のXNUMXつの減衰長になるように選択されています。 減衰長は減衰率の逆数であり、表皮深さと呼ばれることがよくあります。

図5：探査深度（XNUMXつの減衰長であると想定）は周波数によって異なります。 高周波での探査深度の減少は、実用的なGPRの上限周波数を制限します。

図6に示すように、GPR帯域幅は、GPRが適切な方法ではない（分散が大きすぎる）影付きの領域の間にある必要があります。 最大解像度の場合、GPR帯域幅の上端が探査深度曲線に接触するようにfcが選択されます。 状況によっては、解像度と中心周波数の範囲を選択できますが（図7）、状況によっては選択肢がほとんどありません（図8）。

図6：対数スケールでは、GPR帯域幅、したがって、中心周波数が変更されると解像度が増減します。 帯域幅ボックスの上端が目的の探査深度で探査深度曲線に接触すると、最高の解像度（最小の解像度の長さ）が達成されます。 図7：GPR周波数は、図に示されているように、影のない領域のどこにでも配置できます。 中心周波数が低下すると、帯域幅Bが低下し、解像度が低下します。 図8：場合によっては、ここに示すように、頻度について選択の余地がありません。 不均一性スケールの長さが長くなると、高周波カットオフは低くなります。

以下は、スプレッドシートにコーディングして、このロジックに基づいてfcを推定するために使用できる簡略化されたアルゴリズムです。 （a）局所的な比誘電率K、低周波伝導率、および不均一性スケールL（ホスト材料の局所的な変動の典型的な長さ）を推定することにより、サイトを特徴付けます。 （b）探査深度を計算します（図5を参照）。

（c）希望する探査深度Dを指定します（dplat未満である必要があります）。 （d）散乱の高周波制限要因を推定する

（e）最大解像度比を推定する

（f）R <1の場合、GPRは不適切です。 （g）R> 1の場合、最も公平な深度と解像度の長さの妥協点を与えるGPR中心周波数は次のとおりです。

ホストが非常に湿っている場合（高含水率> 5％）、計算値が大きい場合はfcを1500MHz未満に制限する必要があります。

これらの結果は周波数の上限です。 この単純な分析には、GPRシステムの電力と感度が周波数の低下とともに増加する傾向があるという事実は含まれていません。 計算よりもいくらか低い周波数を使用することは、多くの場合賢明な選択です。

GPRデータレコードの反射の深さを正確に決定するには、調査中の材料内を信号がどれだけ速く移動するかについての知識が必要です。 CMP（共通の中点）、WARR（広角反射および屈折）、既知の深度ターゲット、ローカルターゲットへの双曲線フィッティング、回折テールマッチングなど、いくつかの手法が使用されます。

これらの手法はすべて、ジオメトリが制御された方法で変化するトラバースに沿ったGPR測定を必要とします。 言い換えれば、ターゲットまでの距離は、速度の推定値を抽出できるように変化します。

図1：GPRトラバースは、パイプまたはケーブルの打撃方向に対して垂直である必要があります。

パイプとケーブルの位置、または鉄筋と導管の位置のコンクエストの例では、GPRシステムがフィーチャの位置合わせに対して垂直にトラバースする場合、長い線形フィーチャがローカライズされたターゲットになります（図1）。 速度を推定するには、オブジェクトまでのパスの長さを変える必要があります。

図2：地上から見下ろした平面図。 トラバース1はストライクに垂直であり、速度の決定に最適です。 トラバース2は斜めの角度にあり、トラバース3はパイプのストライク軸に平行です。 トラバース2および3からのデータは、速度の決定には適していません。

図2は、例として直管またはケーブルを使用してこれを示しています。 速度情報を抽出するには、レーダーシステムをパイプまたはケーブルの軸に対して垂直に移動する必要があります。 長軸方向は、一般に「ストライク方向」または略して「ストライク」と呼ばれます。 GPRがストライキに対して垂直に横断する場合、距離はレーダーシステムからパイプまで通常の方法で変化します。 パイプストライクと平行に移動しても、パイプの距離は変化しないため、GPRレコードでフラットで変化のないイベントが発生します。 図3と図4は、農地の排水管からの実際のデータを使用したこれらXNUMXつの極端な例を示しています。

図3：パイプ方向に垂直な粘土排水パイプ上のGPRデータ（図1の行8） 図4：パイプ方向に平行な粘土排水パイプ上のGPRデータ（図3の8行目）。

GPR断面は、信号の振幅と位置（通常はxで示される水平軸上）および時間（通常はTで示される垂直軸）を表示します。 図5に示すように、ローカルターゲットには、移動時間と位置があります。数学的な形式は、空間位置（x）を移動時間（T）に関連付ける双曲線形状（GPRセクションでUを反転）です。 図6は、ターゲット深度が変化したときのGPR断面の応答を示していますが、図7では、固定深度で速度が変化しています。

図5：GPR位置（x）、オブジェクトの深さ（d）、および移動時間（T）の関係。 Toは、GPRがオブジェクトの真上にあるときの移動時間です。 図6：オブジェクトの深さが一定の速度で変化した場合のGPR応答の概略的な変化。 図7：固定されたオブジェクトの深さに対して速度を変化させたときのGPR応答の概略的な変化。

便利な解釈の助けは、図8に示すように、モデルの双曲線形状をGPRデータに視覚的に適合させることです。データセクションの頂点（逆Uの上部）の上にモデルの上部（三角形の点）を配置すると、[To]が選択されます。 データに一致するようにモデルの形状を調整すると、速度の推定値vが得られます。vとToを組み合わせると、ターゲットの上部までの深さの推定値が得られます。

優れたフィールドプラクティスでは、オブジェクトを何度かトラバースする必要があります。 逆U字型のアームに最も急な傾斜を与えるトラバースでのみ双曲線フィッティングを使用します。このアプローチにより、最も正しい速度を確実に得ることができます。 ストライクに垂直でないトラバース（図2の8行目）は、常に実際の速度よりも高い速度を生成し、オブジェクトの深さは実際よりも深く表示されます。

図8：フィールドのDVL画面のターゲット応答に適合する形状の例。 この機能は、Noggin、Conquest、pulseEKKOシステムに標準装備されています。

無線周波電磁界は、電磁界が強い場合に健康に害を及ぼす可能性があります。 電磁界を健康問題に関連付ける決定的な疫学はなく、通常の電磁界は過去30年にわたって広く研究されてきました。 この主題に関する詳細な議論は、以下にリストされている参考文献とWebサイトに含まれています。

米国連邦通信委員会（FCC）と労働安全衛生局（OSHA）はどちらも、電磁界の許容レベルを指定しています。 同様の電力レベルは、他の国の対応する機関によって義務付けられています。 FCCおよびOSHAによって指定された最大許容曝露および持続時間は、励起周波数によって異なります。 引用されている最低しきい値平面波等価電力は、0.2〜2MHzの周波数帯域にわたる一般集団で30mW / cm300です。 図1にグラフで示されているように、他のすべてのアプリケーションと周波数の許容誤差は高くなっています。

図1：最大許容露出（MPE）平面波等価電力密度mW / cm2のFCC制限。

すべてのSensors＆Software Inc.のpulseEKKO、Noggin®、およびConquest™製品は、通常、ユーザーから少なくとも1 m離れた場所で操作されるため、FCCによると「モバイル」デバイスとして分類されます。 Sensors＆SoftwareInc。製品から1m以上の距離での一般的な電力密度レベルは、10〜3 mW / cm2未満であり、義務付けられている制限の200〜10,000分のXNUMXです。 そのため、Sensors＆Software Inc.製品は、意図された使用の通常の方法で操作された場合、健康と安全のリスクをもたらしません。

参考情報

1.無線周波電磁界の生物学的影響および潜在的な危険性に関する質問と回答。

米国連邦通信委員会、エンジニアリング＆テクノロジーオフィス

OET Bulletin 56（多くの参考資料とWebサイトが含まれています）

2.無線周波電磁界へのヒトのばく露に関するFCCガイドラインへの準拠の評価。

米国連邦通信委員会、エンジニアリング＆テクノロジーオフィス

OET Bulletin 56（多くの参考資料とWebサイトが含まれています）

3.米国労働安全衛生局の規制パラグラフ1910.67および1910.263。

ウェブサイト

https://transition.fcc.gov/oet/rfsafety/
https://www.osha.gov/SLTC/radiofrequencyradiation/

すべての政府には、電子機器が放出できる電磁放出のレベルに関する規制があります。 目的は、一方の装置またはデバイスが、他方の装置を機能しなくするような方法で他の装置またはデバイスに干渉しないことを保証することである。

Sensors＆Software Inc.は、独立した専門の試験機関を使用して、pulseEKKO、Noggin、およびConquestの地下イメージング製品を広範囲にテストし、米国、カナダ、欧州共同体、およびその他の主要な管轄区域の排出に関する最新の規制に準拠しています。

GPR機器は、UWB（超広帯域）デバイスと見なされます。 世界中の規制制度は、UWBデバイスの新しいルールを考案しています。 Sensors＆Software Inc.は、規制当局との緊密な連絡を維持し、標準開発の指針とすべての製品の適合を保証しています。 当社のウェブサイトの「ニュース」リンクを継続的に監視する必要があります（www.sensoft.ca）標準の更新。

電子機器は、常に適切なイミュニティのために設計されているわけではありません。 もし GPR機器 電子機器の近くに置くと、干渉が発生する可能性があります。 これまで干渉の実証された報告はありませんが、近くのデバイスで異常な動作が観察された場合は、GPR機器の電源をオン/オフしたときに妨害が開始および停止するかどうかをテストします。 干渉が確認された場合は、GPRの使用を中止してください。

周波数領域と時間領域のGPRは原則として違いはなく、完全な世界では同じ結果が得られます。 XNUMXつの異なるタイプのシステムがある理由は、直接キャプチャが電子的に不可能な場合に広帯域過渡信号をキャプチャするさまざまなアプローチに起因します（A / DコンバータはほとんどのGPRアプリケーションに対してまだ十分に高速ではありません）。 その結果、非電子専門家を混乱させる一連の電子巨大ジャンボが発生します。

周波数領域では、信号は正弦波として放出されます。 正弦波の周波数が特定の帯域幅で変化するときの応答が抽出されます。 伝達関数は、ヘテロダインまたは混合技術によって測定されます。 適切な信号操作（フーリエ変換）により、エコー強度と遅延時間が抽出されます。 これらの実装方法は、FM-CWおよびステップ周波数レーダーと呼ばれます。

時間領域では、すべての周波数が本質的に同時に放出され、それらは建設的に干渉してパルスを与え、エコー強度と移動時間遅延の情報を直接作成します。 信号キャプチャは、信号の同期検出を使用します。 （周波数領域の信号は、時間領域の信号のフーリエ変換によって合成できます）。 時間領域システムの一般的な名前は、インパルス、ベースバンド、およびUWBレーダーです。

GPRシステムは、非常に急速に変化する無線周波数信号を取得する必要があります。 分析と解釈のためにこれらの信号をキャプチャするには、忠実度の高いデータを取得するために、かなりの高度な電子的知識が必要です。

商用GPRは、等価時間サンプリング（ETS）を使用して一時的な電波信号をキャプチャします。 ETSはストロボスコープと同じ原理を使用します。 初期の形態では、アナログ電子回路は、急速に変化するGPR電圧を、録音および表示できる可聴周波数信号に変換するように設計されていました。

時間の経過とともに、ETSを使用した信号キャプチャのGPRテクノロジーは大幅に進化しました。 過去30年間の主な進展は以下のとおりです。
（a）再生のためにアナログオーディオテープレコーダーにアナログオーディオ周波数信号を記録する。
（b）デジタル磁気テープまたはコンピュータディスクにデータを記録するためのアナログ可聴周波数信号のデジタル化。 コンピュータは再生と分析に使用されます。
（c）同じアナログ信号クロッキングを維持しながら、受信アンテナで直接デジタル信号をキャプチャするオーディオ機器ステージの排除。 デジタルデータはデジタルメディアに記録されました。
（d）デジタル（コンピューター）制御された遅延時間による受信アンテナでの信号のデジタル化。 デジタルデータが記録されます。 すべてのアナログETSコンポーネントが削除されます。 このようなシステムは、デジタル等価時間サンプリング（DETS）を使用すると言われています。

DETSの主な利点は次のとおりです

（a）タイミングと信号振幅の安定性と忠実度。
（b）デジタル補正スキームを使用してタイムベースの線形性とキャリブレーションを保証する機能。 （c）アナログクロッキングを実行し続ける必要なしにオンデマンドでGPRデータを取得する。
（d）気を散らす可能性のあるオーディオ部分ETS回路のアナログフィルタリングステージの削除。
（e）空間的に同期されたデータを収集する機能（つまり、データは、ユーザーまたは電子測位によってトリガーされた既知の場所で収集されます）。 トラバース速度の変動を取り除くために輪ゴムを使用する必要はありません。
（f）プログラム可能なスタッキングとGPR遅延時間を使用する機能。
（g）各GPRトレースでさまざまな診断データをログに記録する機能。

Sensors＆SoftwareのすべてのGPRシステムは、DETSを使用して、可能な限り最高のGPRデータ品質を保証します。

X線との比較：

• GPR / Conquestは健康被害を引き起こさず、そのような作業は通常の営業時間内に行うことができます。 X線では、漂遊放射線の危険性があるため、近くに人がいないときに作業を行う必要があります。 これは通常、深夜以降に作業することを意味します。
• X線担当者は認定を受ける必要があり、作業には現場に数人の人が必要です。一部の人は機械のセットアップと操作を行い、他の人は許可されていない人がいないことを確認します。 征服は一人で操作する必要があり、結果を解釈するにはGPRの基本理論を理解するだけで済みます。 正式な認証は必要ありません。
• X線では、スラブの両側にアクセスする必要があります。 コンクエストを使用すると、すべてのスキャンを片側から実行できます。
• 征服の結果はリアルタイムであり、X線はトラックでのフィルムの現像と分析を必要とします。
• ターゲットまでの深さは、コンクエストを使用して簡単に決定できます。X線では、ソース/ターゲットのジオメトリに関連する計算と仮定が必要です。

カバーメーターとの比較：

• 征服はカバーメーターよりもはるかに深く浸透する可能性があります。カバーメーターは通常、最大5インチまで良好です。
• カバーメーターは、コンクリート（鉄筋など）の金属構造物の磁気誘導に作用し、非金属導管を拾い上げません。 コンクエストは、金属構造と非金属構造を検出できます。
• 征服は、カバーメーターが大きな許容誤差で深度を推定する場合に、これらのフィーチャの深度を正確に決定できます。