om alguns meses após seu lançamento, o receptor pulseEKKO® Ultra já está mudando a forma como os dados GPR de baixa frequência são coletados e interpretados. Sua capacidade de coletar dados 1000 vezes mais rápido do que antes permite que os sinais GPR sejam empilhados dezenas de milhares de vezes sem redução na velocidade de aquisição de dados. Essa tecnologia torna possível ver recursos GPR mais sutis e profundos do que nunca.
“Empilhamento” é o termo aplicado quando os traços GPR são coletados várias vezes em um local e calculados. O empilhamento de traçados GPR muitas vezes reduz o ruído de fundo aleatório para 1 / √ pilhas (Tabela 1); por exemplo, 65,536 pilhas, o maior número de pilhas disponível no Receptor Ultra, reduz o ruído de fundo para menos de 0.5% em comparação com 1 pilha. Isso significa que sinais GPR fracos, até cerca de 200 vezes menores, agora são detectáveis nos dados GPR.
A seguir destaca alguns exemplos de dados coletados com o receptor pulseEKKO® Ultra para mostrar suas habilidades, incluindo como ele aumenta a profundidade de penetração ao empilhar dezenas de milhares de vezes.
Exemplo de dados 1 - Petawawa, Ontário, Canadá
O primeiro exemplo de dados foi coletado com um par de antenas pulseEKKO® de 100 MHz em uma configuração SmartCart. A área tem um alto conteúdo de areia que permite uma boa penetração de GPR até 12+ metros com 64 pilhas (Figura 1, à esquerda). O ruído aleatório é visível a partir de 10 ou 11 metros de profundidade. A 14 metros de profundidade, o ruído domina a linha GPR, dificultando a visualização de refletores GPR reais e coerentes.
A mesma linha foi então coletada com 8,192 pilhas, utilizando o Ultra Receiver (Figura 1, à direita). É importante observar que a velocidade de coleta dessa linha com o receptor Ultra é o mesmo que o tempo de coleta para 64 pilhas no receptor pulseEKKO padrão. Esta linha parece mais clara, sem ruído aleatório e reflexos GPR coerentes até 22+ metros.
Com base na Tabela 1, a teoria diz que aumentar o número de pilhas de 64 para 8,192 deve diminuir o piso de ruído em:
(1 /√64) / (1 / √8192) = 0.125 / 0.011 = 11.3 vezes
Embora a linha GPR coletada com o maior número de pilhas obviamente pareça melhor, vamos analisar essas linhas quantitativamente para ver como os sinais GPR foram aprimorados pelo empilhamento.
A melhor maneira de ver a melhora no sinal é usando a Amplitude do Traço Médio ou gráfico ATA, um tipo de gráfico que foi discutido no Boletim informativo de julho de 2018.
Resumidamente, um gráfico ATA mostra o nível de sinal médio para uma linha GPR inteira, desde antes do transmissor GPR disparar até o final da janela de tempo, depois que todos os sinais GPR se atenuam de volta ao nível de ruído.
O nível de ruído é visível como o nível do sinal de fundo antes de o transmissor disparar (linhas verticais vermelhas e verdes na Figura 2).
Os gráficos ATA fornecem informações sobre o piso de ruído aleatório e a profundidade de penetração do GPR.
A Figura 2 mostra o piso de ruído para 64 pilhas (linha vermelha vertical) é de cerca de 0.04 milivolts, enquanto o piso de ruído para 8,192 pilhas (linha verde vertical) é 0.004 mV; isto é 10 vezes menor - muito próximo do valor teórico calculado acima de 11.3.
Os gráficos ATA na Figura 2 também mostram o ponto onde os sinais GPR se atenuam até o piso de ruído - este ponto de interseção é o tempo médio (e conseqüentemente a profundidade) de penetração do sinal GPR para a linha GPR. Neste caso, os dados da pilha de 64 fornecem cerca de 280 ns de penetração (cerca de 14 metros de profundidade com base em uma velocidade do material de 0.10 m / ns), enquanto os dados da pilha de 8,192 têm sinais GPR de até 420 ns (cerca de 21 metros de profundidade )
Portanto, a penetração aumentou cerca de 50%, aumentando o número de pilhas para 8,192.
Exemplo de dados 2 - Tampa Bay, Flórida, EUA
Usando antenas pulseEKKO® de 100 MHz, uma linha GPR foi coletada na configuração SmartCart, conforme mostrado na Figura 3. Os dados foram primeiro empilhados 64 vezes (Figura 4, à esquerda); o ruído aleatório é visível a partir de uma profundidade de 5 metros. A 7 metros de profundidade, o ruído domina a linha GPR, tornando difícil ver refletores GPR reais e coerentes - esta é a profundidade média de penetração para esta linha GPR.
A mesma linha coletada com 8,192 pilhas, utilizando o Ultra Receiver, é mostrada na Figura 4, à direita. A linha altamente empilhada mostra um refletor hiperbólico e coerente a uma profundidade de 9.5 metros.
O aumento da penetração do aumento do empilhamento revelou um refletor mais profundo que nunca tinha sido visto naquela área antes. A geologia naquela parte da Flórida é bem conhecida e os pesquisadores estão interpretando que o Ultra Receiver foi capaz de imaginar um pináculo na rocha calcária altamente dissolvida, subjacente às areias argilosas argilosas (Figura 5).
Novamente, não houve redução significativa na velocidade de coleta de dados usando o receptor Ultra em 8,192 pilhas em comparação com o receptor padrão pulseEKKO® em 64 pilhas. Anteriormente, o alto empilhamento comprometia a produtividade; agora, com o Ultra Receiver, o melhor dos dois mundos pode ser alcançado.
Exemplo de dados 3 - Bandung, Java, Indonésia
O último exemplo de dados foi coletado nos flancos de Tangkuban Perahu, um vulcão ativo com antenas pulseEKKO® de 50 MHz.
Uma linha de 130 metros de comprimento foi coletada com 32,768 pilhas e revelou três objetos distintos de grande diâmetro, indicados por pontos azuis na Figura 7.
A redução significativa do ruído aleatório torna a imagem dos reflexos GPR mais nítida; isso significa que pouco tempo é gasto no processamento dos dados GPR em uma seção interpretável. Neste exemplo, os dados eram tão claros que os vulcanologistas começaram sua interpretação de dados em campo, discutindo sobre a natureza dos objetos de imagem, se eram resultado de tubos de lava (Figura 8a) ou bombas vulcânicas enterradas (Figura 8b) .
