Todos nós compartilhamos a experiência de dirigir na estrada e ouvir rádio quando de repente há interferência. Às vezes a interferência é fraca e podemos ouvir a estação, mas temos que nos esforçar um pouco; outras vezes a estação está totalmente inundada de barulho, e nada se ouve acima dela. A mesma coisa pode acontecer com os sinais GPR porque eles estão na mesma banda de frequência das estações de rádio FM, rádios CB, telefones celulares, walkie-talkies, rádios bidirecionais e outros dispositivos de rádio.
Para os operadores de GPR, essas fontes de rádio externas são barulho externo.
Não importa se é um rádio de carro ou um sistema GPR, a definição de ruído é a mesma: dentro da banda, sinais indesejados. Se sua configuração de profundidade (ou janela de tempo) for longa o suficiente, o ruído de rádio de fundo pode ser visto na parte inferior de cada linha GPR, (Figura 1, esquerda) como sinal aleatório ou tipo hash quando o ganho de tempo é aplicado.
Um gráfico de amplitude de traço médio (ATA) é uma excelente maneira de comparar o nível de ruído de fundo e a força do sinal GPR, (Figura 1, direita). Neste caso, o ruído de fundo médio é de cerca de 0.9 mV, enquanto o sinal GPR de pico é de cerca de 50 mV.
Um gráfico ATA mostra graficamente o tempo GPR em que o sinal GPR decai para o nível de ruído de fundo; em outras palavras, o tempo em que o sinal GPR não pode mais ser distinguido do ruído. Esta é a profundidade máxima de penetração GPR.
O nível de ruído em Figura 1 não proíbe o uso de GPR porque é muito mais fraco do que os sinais GPR. O pior caso de ruído ocorre quando os sinais de ruído são semelhantes ou maiores em intensidade do que os sinais GPR. Quando este tipo de ruído é encontrado (a uma profundidade de 7 m no exemplo), o nível de ruído de fundo é elevado a um nível muito alto e, como mostra um gráfico ATA, a profundidade de exploração GPR é severamente comprometida; em alguns casos, os dados GPR podem ser inutilizáveis.
Figura 2 mostra dados de um local extremamente barulhento, a menos de 100 metros de uma torre de transmissão de rádio. O transmissor de rádio externo produz um nível de ruído de fundo de 20 mV, na largura de banda do receptor GPR, e sobrecarrega completamente os sinais GPR, resultando em praticamente nenhuma penetração de sinal GPR e tornando os dados completamente inúteis.
O nível de ruído de fundo é um dos fatores que limita a penetração do sinal GPR. Compare as profundidades de penetração das Figuras 1 (7.5 metros) e 2 (1.0 metros). Se os níveis de ruído e atenuação na Figura 1 fossem os mesmos que os dados na Figura 2, os dados eram do mesmo local e, portanto, tinham a mesma atenuação de sinal GPR, o ruído extremo reduziu a profundidade de penetração em 6.5 metros!
Uma maneira de suprimir o tipo de ruído aleatório mostrado nas Figuras 1 e 2 é aumentar o número de pilhas (Figura 3) . Esta é a base por trás da tecnologia Ultra Receiver que a Sensors & Software emprega no NOGGIN® Ultra 100 e no pulseEKKO® Ultra Receiver. Os Ultra-Receivers são mil vezes mais rápidos que os receptores padrão, aumentando o número máximo de pilhas de 2048 para 65,536. Para obter mais informações sobre como o Ultra Receiver reduz o ruído para aumentar a profundidade de penetração do GPR, consulte https://www.sensoft.ca/blog/ultra-receiver-revolutionizing-low-frequency-data/.
As Figuras 1 a 3 mostram ruído aleatório, mas o ruído de fundo pode assumir vários padrões dependendo da natureza do dispositivo de transmissão de rádio. Às vezes, pode aparecer em uma área estreita de localização espacial (Figura 4a) , desvanecendo-se ao longo do tempo (Figura 4b) , ou com um padrão periódico (Figura 4c) . Os padrões de ruído periódicos podem ser causados pela fonte iniciar e parar a transmissão ou mudar de posição. Uma antena de transmissão direcional rotativa, como as encontradas em aeroportos, pode direcionar os sinais para um GPR e depois para longe.
Outras variáveis de como o sistema GPR recebe o ruído externo são a largura de banda da antena, a distância até a fonte de ruído e a orientação das antenas GPR em relação à fonte de ruído.
Figura 4d mostra um padrão de ruído inclinado interessante que é quase coerente. Isso significa que a fonte de ruído externa estava transmitindo a uma taxa de repetição semelhante ao sistema GPR.
A melhor maneira de confirmar que um sinal suspeito na linha GPR é um ruído externo e não de alguma forma gerado pelo sistema GPR ou uma reflexão GPR real, é observar os dados antes da primeira interrupção (ou tempo zero); todos os sistemas de Sensores e Software coletam aproximadamente 10% dos dados antes que o transmissor GPR seja acionado (Figuras 4a, b e c). Se o sinal profundo na seção for o mesmo que o sinal antes do primeiro intervalo, a fonte do sinal é definitivamente externa.
O ruído não é um problema para a grande maioria das pesquisas GPR, mas os operadores devem reconhecê-lo quando ocorrer. Quando isso afetar negativamente o levantamento GPR, considere executar o levantamento em um horário diferente quando os transmissores de rádio estiverem desligados ou mais fracos; muitas estações de rádio reduzem sua potência de transmissão à noite. Além disso, execute algumas linhas de teste para ver se o ruído é reduzido quando as linhas de levantamento são coletadas em uma determinada direção, geralmente ortogonal à fonte de ruído.
