O sorteio da amplitude média de todos os traços em uma seção transversal GPR mostra o caráter da resposta em relação ao tempo de viagem (ou profundidade) e fornece ao usuário insights e entendimentos fundamentais da natureza dos dados.
Na parte 1 de nossa história sobre plotagens de ATA em nosso Julho de 2018 Visualizações do subsolo, nos concentramos em como usar o gráfico de amplitude de tempo médio (ATA) para:
- Quantificando o nível de ruído de fundo
- Determinando a profundidade de penetração GPR
- Analisando a atenuação do sinal GPR com profundidade
Neste artigo, continuamos examinando o poder dos gráficos ATA; como eles fornecem informações sobre o pulso de transmissão e podem ajudar a identificar ruído do sistema e ondas de ar coerentes.
Pulso Transmitido
O sinal de maior amplitude em um gráfico ATA é normalmente a onda direta. Este sinal viaja diretamente do transmissor para o receptor. Em alguns casos, o sinal direto pode exceder o valor máximo que os eletrônicos de recebimento podem acomodar, levando à tensão de pico registrada sendo menor que o valor verdadeiro. Isso é conhecido como corte de sinal. Quando o nível de detecção de pico do receptor é conhecido, um gráfico ATA indica rapidamente se o pulso de transmissão (Figura 1) está cortado. O exemplo na Figura 1 mostra sinais para um receptor com uma faixa de registro de pico de +/- 50 milivolts. Os sinais que excedem 50 mV são “cortados” como o gráfico ilustra.
Um pulso de transmissão cortado pode afetar o uso de um filtro de subtração de fundo (usado para revelar sinais mais fracos mascarados pelo pulso de transmissão de maior amplitude). Se os dados forem cortados, as respostas de destino na zona de corte não serão detectadas. Este efeito é freqüentemente conhecido como apagamento do transmissor. Se refletores rasos não forem de interesse para um determinado levantamento, um pulso de transmissão cortado é aceitável.
Para sistemas GPR totalmente biestáticos, o clipping pode ser reduzido ou eliminado movendo as duas antenas GPR para mais longe. Outras abordagens são reduzir a potência do transmissor ou reduzir o ganho do receptor (e, portanto, a sensibilidade do receptor). Todas essas opções estão disponíveis nos sistemas pulseEKKO® mais recentes, onde o usuário pode mover cada antena independentemente, ajustar a tensão do transmissor ou alterar o ganho do receptor (no caso do novo Receptor Ultra). Os sistemas GPR, como NOGGIN®, LMX® e CONQUEST® têm antenas em uma separação fixa e são projetados para que os sinais não sejam cortados quando o sistema estiver no solo.
Ruído Coerente
Um dos aspectos desafiadores dos sistemas GPR é a presença de ruído coerente invariante no tempo. Esses sinais são produzidos dentro do próprio sistema GPR e estão associados a sinais que trafegam dentro da eletrônica ou no cabeamento associado e estrutura de suporte. Para casos extremos, eles aparecem como bandas constantes em uma seção de radar e mascaram todas as respostas de subsuperfície.
Os gráficos ATA são muito úteis para avaliar o nível de ruído coerente no tempo (e espacialmente). Quando os dados são adquiridos ao longo de um transecto onde há uma quantidade substancial de mudanças com alvos em diferentes profundidades e localizações espaciais, o gráfico ATA deve revelar uma resposta em declínio suave. A presença de picos localizados na curva de resposta decrescente é indicativa de ruído coerente.
A Figura 2 mostra um gráfico ATA com um exemplo de ruído de sistema coerente na forma de bandas periódicas ao longo da seção transversal, causado por sinais que se movem em um cabo de metal próximo às antenas.
A subtração de fundo é freqüentemente usada para reduzir esses sinais coerentes, e a redução de ruído de 10 a 100 vezes pode ser alcançada em bons casos. Como em pesquisas GPR sérias, as respostas do alvo são geralmente de 10 a 100,000 vezes menores do que os sinais de onda direta, a subtração de fundo não é uma abordagem totalmente confiável para obter resultados ideais. Sinais fracos ainda podem ser perdidos no ruído e a subtração de fundo irá reduzir ou eliminar refletores relativamente planos.
Atenção séria ao projeto do sistema e montagem de componentes é a melhor maneira de minimizar esse tipo de ruído. Geralmente dizemos aos novos compradores de GPR para avaliar o nível de ruído coerente do sistema ao selecionar um sistema e examinar os dados sem o uso de filtragem de subtração de fundo
Ondas de ar
Depois que os sinais GPR foram atenuados até o nível de ruído de fundo, é possível ver os sinais que são refletidos de objetos acima da superfície, como árvores, edifícios, tetos (quando o levantamento GPR é realizado dentro de um edifício) e copas. Essas reflexões são chamadas de “ondas de ar” porque os sinais viajam através do ar à velocidade da luz. As ondas de ar são comumente vistas quando a janela de tempo é muito maior do que a profundidade de penetração (Figura 3).
Há momentos em que eventos de amplitude em momentos posteriores em um gráfico ATA acabam sendo refletores de subsuperfície reais (Figura 4). Um dos grandes benefícios dos gráficos ATA vem de ser capaz de avaliar a amplitude relativa dos sinais que aparecem na seção transversal GPR. Como parte da interpretação, a probabilidade de que um sinal muito fraco seja um verdadeiro alvo de subsuperfície pode ser avaliada.
Embora não o ilustremos aqui, exibir o gráfico ATA de uma seção antes e depois da aplicação das funções de ganho variáveis no tempo ajudará a avaliar a confiabilidade da seção transversal final quando sinais fracos são fortemente amplificados.
Conclusão
Os gráficos ATA estão disponíveis no Módulo de processamento que acontecerá no marco da EKKO_Project ™ Programas. Este tipo de processamento fornece uma ferramenta poderosa que permite aos usuários fazer a melhor interpretação possível dos dados GPR. A capacidade de diferenciar ruído de refletores de subsuperfície reais, embora nem sempre seja fácil de determinar, significa que o valor dos dados GPR é aprimorado para o uso final. O valor real para todos é evitar a interpretação incorreta dos dados. Para saber mais sobre os gráficos ATA e outros recursos de interpretação poderosos, entre em contato conosco ou veja um de nossos vídeos on-line sobre análise de dados.
