лотерея среднего значения всех следов в GPR поперечное сечение показывает характер ответа в зависимости от времени и дает пользователю понимание и ключевые представления о природе данных.
Линии георадара обычно отображаются разными цветами в зависимости от амплитуды сигнала (рис. 1а). Однако лучший способ показать данные трассировки - это нанести данные георадара в виде кривой движения (рис. 1b). График движения кривой отображает амплитуды сигнала как отклонения от нулевой амплитуды.
Чтобы создать график ATA, все следы от линии GPR выпрямляются (также называемые абсолютными значениями), чтобы удалить отрицательные амплитуды сигнала и показать все сигналы как положительные амплитуды (рисунок 1c). Затем выпрямленные трассы усредняются в одну трассу (рис. 1d). Усреднение выпрямленных данных означает, что все шумы и сигналы включены в итоговое среднее значение.
Графики ATA обычно строятся со средней кривой на боку (рисунок 2); время в направлении X и амплитуда в направлении Y. Кроме того, поскольку существует такой большой динамический диапазон в амплитудах сигнала GPR, график средней амплитуды трассы обычно строится с логарифмической шкалой амплитуды.
- График можно использовать для оценки и количественного определения случайного шума и глубины проникновения сигналов георадара.
- Подчеркнуты плоские лежащие отражатели; отражатели, которые опускаются или изменяются по глубине, усредняются
- Когерентный системный шум, который не зависит от времени, будет отображаться на графике ATA и может быть диагностирован как таковой.
- График показывает, обрезаются ли георадарные сигналы.
- Кривая затухания амплитуды во времени является хорошим показателем затухания в земле.
- Уменьшение амплитуды ATA дает представление о том, какая функция усиления по времени должна применяться к данным.
В этой статье мы сосредоточимся на том, как использовать график средней амплитуды кривой (ATA) для a и e.
Приемник георадара начинает запись до того, как сработает передатчик георадара, в результате чего в данных присутствует только фоновый радиочастотный шум (A на рисунках 2 и 3).
После срабатывания передатчика георадара сигнал с наибольшей амплитудой на графике ATA обычно является прямым приходом передающего импульса георадара на приемник; этот сигнал распространяется по воздуху со скоростью света (B на рисунках 2 и 3). Это называется «прямая воздушная волна».
После прямого импульса георадарные сигналы, поступающие в приемник, слабее, так как они ослабляются после прохождения через недра. Чем дальше георадарные сигналы проходят в земле, тем они слабее и тем позже приходят (C на рисунках 2 и 3).
После ослабления всех сигналов георадара приемник снова регистрирует фоновый радиочастотный шум (D на рисунках 2 и 3).
Глубина, на которой сигналы георадара имеют ту же амплитуду, что и фоновый шум (поэтому их невозможно больше различить), определяется как «глубина проникновения» георадара; эта глубина проникновения зависит от электрических свойств материала (рис. 5).
Фоновый радиочастотный шум
Прежде чем сработает передатчик георадара, приемник георадара записывает другие радиочастотные излучатели в своей полосе пропускания (A на рисунке 2). В примере на Рисунке 2 минимальный уровень фонового шума составляет приблизительно 0.004 милливольта.
Примеры графиков ATA для данных 100 МГц с фоновым случайным шумом, изменяющимся от 0.03 до 2 мВ (в 66 раз сильнее), показаны на рисунке 4. Фоновый шум может сильно варьироваться в зависимости от радиочастотной среды - районов, обычно городских, с множеством мощных радиопередатчиков. может генерировать сигналы в 1000 раз сильнее, чем в других, более удаленных или сельских районах с небольшим количеством радиочастотных излучателей.
Высокий фоновый шум снижает глубину проникновения георадара.
Графики ATA показывают, что амплитуды георадара затухают со временем. На рисунке 5 показаны кривые экстремального затухания антенн 100 МГц. Красная линия наклоняется очень плавно, что указывает на низкое затухание и глубокое проникновение георадарного сигнала. Фактически, при 850 нс (около 45 метров) сигнал все еще не ослабился до минимального уровня шума; это означает, что оператор мог бы видеть глубже, если бы он установил более длительное временное окно. Зеленая линия показывает более высокое затухание, при этом сигнал георадара быстро падает до минимального уровня фонового шума, что указывает на ограниченное проникновение сигнала георадара на этом участке.
