출시 몇 달 만에 pulseEKKO® Ultra Receiver는 이미 저주파 GPR 데이터를 수집하고 해석하는 방식을 바꾸고 있습니다. 이전보다 1000 배 빠르게 데이터를 수집 할 수있는 기능 덕분에 GPR 신호를 데이터 수집 속도 저하없이 수만 번 쌓을 수 있습니다. 이 기술을 사용하면 이전보다 더 미묘하고 심층적 인 GPR 기능을 볼 수 있습니다.
"스태킹"은 GPR 추적이 한 위치에서 여러 번 수집되고 평균화 될 때 적용되는 용어입니다. GPR 트레이스를 여러 번 쌓으면 랜덤 노이즈 플로어가 1 / √ 스택으로 줄어 듭니다 (표 1). 예를 들어, Ultra Receiver에서 사용할 수있는 가장 많은 스택 인 65,536 스택은 0.5 스택에 비해 노이즈 플로어를 1 % 미만으로 줄입니다. 이는 약 200 배 더 작은 약한 GPR 신호를 이제 GPR 데이터에서 감지 할 수 있음을 의미합니다.
다음은 pulseEKKO® Ultra Receiver로 수집 된 데이터의 몇 가지 예를 강조하여 수만 번 쌓아서 침투 깊이를 증가시키는 방법을 포함하여 그 기능을 보여줍니다.
데이터 예 1 – 캐나다 온타리오 주 페타와와
첫 번째 데이터 예제는 SmartCart 구성에서 한 쌍의 100MHz pulseEKKO® 안테나로 수집되었습니다. 이 지역은 모래 함량이 높기 때문에 12 개의 스택으로 64 미터 이상까지 GPR 침투가 가능합니다 (그림 1, 왼쪽). 무작위 소음은 10 미터 또는 11 미터 깊이에서 시작됩니다. 14 미터 깊이에서는 소음이 GPR 라인을 지배하므로 실제 일관된 GPR 반사경을보기가 어렵습니다.
그런 다음 Ultra Receiver를 사용하여 8,192 개의 스택으로 동일한 라인을 수집했습니다 (그림 1, 오른쪽). Ultra Receiver로이 라인을 수집하는 속도는 표준 pulseEKKO 수신기에서 64 개 스택의 수집 시간과 동일하다는 점에 유의해야합니다. 이 선은 임의의 노이즈가없고 22 미터 이상의 일관된 GPR 반사로 더 선명 해 보입니다.
표 1을 기반으로 한 이론은 스택 수를 64 개에서 8,192 개로 늘리면 다음과 같이 노이즈 플로어가 낮아져 야한다고 말합니다.
(1 /√64) / (1 / √8192) = 0.125 / 0.011 = 11.3 배
더 많은 수의 스택으로 수집 된 GPR 라인이 분명히 더 좋아 보이지만 이러한 라인을 정량적으로 분석하여 스택을 통해 GPR 신호가 어떻게 개선되었는지 살펴 보겠습니다.
신호의 개선을 확인하는 가장 좋은 방법은에서 논의한 플롯 유형 인 평균 추적 진폭 또는 ATA 플롯을 사용하는 것입니다. 2018 년 XNUMX 월 뉴스 레터.
간단히 말해, ATA 플롯은 GPR 송신기가 발화하기 전부터 시간 창 끝까지, 모든 GPR 신호가 잡음 플로어까지 다시 감쇠 된 후 전체 GPR 라인에 대한 평균 신호 레벨을 보여줍니다.
노이즈 플로어는 송신기가 작동하기 전에 배경 신호 레벨로 표시됩니다 (그림 2의 수직 빨간색 및 녹색 선).
ATA 플롯은 랜덤 노이즈 플로어 및 GPR 침투 깊이에 대한 정보를 제공합니다.
그림 2는 64 개 스택 (빨간색 세로선)의 노이즈 플로어가 약 0.04mV이고 8,192 개 스택 (녹색 세로선)의 노이즈 플로어가 0.004mV임을 보여줍니다. 이것은 10에서 계산 된 이론적 값에 매우 가깝습니다.
그림 2의 ATA 플롯은 GPR 신호가 노이즈 플로어까지 감쇠되는 지점을 보여줍니다.이 교차 지점은 GPR 라인에 대한 GPR 신호 침투의 평균 시간 (결과적으로 깊이)입니다. 이 경우 64 스택 데이터는 약 280 ns의 침투 (물체 속도 14m / ns를 기준으로 약 0.10m 깊이)를 제공하는 반면, 8,192 스택 데이터는 420ns (약 21m 깊이의 GPR 신호)를 제공합니다. ).
따라서 스택 수를 50 개로 늘려 관통력이 약 8,192 % 증가했습니다.
데이터 예 2 – 미국 플로리다 주 탬파베이
100MHz pulseEKKO® 안테나를 사용하여 SmartCart 구성에서 GPR 라인을 수집했습니다 (그림 3 참조). 데이터는 처음에 64 번 쌓였습니다 (그림 4, 왼쪽). 무작위 소음은 5 미터 깊이에서 시작됩니다. 7 미터 깊이에서 소음이 GPR 라인을 지배하여 실제 일관된 GPR 반사기를보기 어렵게 만듭니다. 이것은이 GPR 라인의 평균 침투 깊이입니다.
Ultra Receiver를 사용하여 8,192 개의 스택으로 수집 된 동일한 라인이 오른쪽 그림 4에 나와 있습니다. 고도로 쌓인 선은 9.5 미터 깊이에서 쌍곡선의 일관된 반사기를 보여줍니다.
증가 된 스태킹으로 인한 침투 증가는 이전에는 해당 영역에서 볼 수 없었던 더 깊은 반사경을 나타 냈습니다. 플로리다의 해당 지역의 지질학은 잘 알려져 있으며 연구원들은 Ultra Receiver가 고도로 용해 된 석회암 기반암, 밑에있는 미사 질 점토 모래의 정점을 이미지화 할 수 있다고 해석하고 있습니다 (그림 5).
다시 말하지만, 8,192 스택의 pulseEKKO® 표준 수신기에 비해 64 스택에서 Ultra Receiver를 사용하는 경우 데이터 수집 속도가 크게 감소하지 않았습니다. 이전에는 높은 스태킹으로 인해 생산성이 저하되었습니다. 이제 Ultra Receiver를 사용하면 두 세계의 장점을 모두 얻을 수 있습니다.
데이터 예 3 – 인도네시아 자바 반둥
마지막 데이터 예는 50MHz pulseEKKO® 안테나가있는 활화산 Tangkuban Perahu의 측면에서 수집되었습니다.
130 미터 길이의 선이 32,768 개의 스택으로 수집되었으며 그림 7에서 파란색 점으로 표시된 세 개의 뚜렷한 큰 직경의 물체가 나타납니다.
랜덤 노이즈를 크게 줄이면 GPR 반사 이미지가 더 선명 해집니다. 이는 GPR 데이터를 해석 가능한 섹션으로 처리하는 데 소요되는 시간이 거의 없음을 의미합니다. 이 예에서 데이터는 매우 명확했기 때문에 화산 학자들은 현장에서 데이터 해석을 시작하여 용암 튜브 (그림 8a) 또는 매설 된 화산 폭탄 (그림 8b)의 결과인지 여부에 관계없이 이미지화 된 물체의 특성에 대해 논쟁을 시작했습니다. .
