У всех нас есть опыт езды по дороге и прослушивания радио, когда вдруг возникают помехи. Иногда помехи слабые, и мы слышим станцию, но приходится немного напрягаться; иногда станция полностью заглушена шумом, и над ней ничего не слышно. То же самое может произойти с сигналами георадара, потому что они находятся в том же диапазоне частот, что и FM-радиостанции, радиостанции CB, сотовые телефоны, рации, двусторонние радиостанции и другие радиоустройства.
Для операторов георадара эти внешние радиоисточники внешний шум.
Неважно, автомобильное радио это или георадар, определение шума одинаково: внутриполосные, нежелательные сигналы. Если ваши настройки глубины (или временного окна) достаточно велики, фоновый радиошум можно увидеть в нижней части каждой линии георадара, (Рисунок 1, слева) как случайный или хеш-подобный сигнал, когда применяется выигрыш по времени.
График средней амплитуды трассы (ATA) — отличный способ сравнить уровень фонового шума и уровень сигнала георадара. (Рисунок 1, справа). В этом случае средний фоновый шум составляет около 0.9 мВ, а пиковый сигнал георадара — около 50 мВ.
График ATA графически показывает время, в течение которого сигнал георадара затухает до уровня фонового шума; другими словами, время, когда сигнал георадара уже нельзя отличить от шума. Это максимальная глубина проникновения георадара.
Уровень шума в Рисунок 1 не запрещает использование георадара, поскольку он намного слабее сигналов георадара. Шум в наихудшем случае возникает, когда шумовые сигналы аналогичны сигналам георадара или превышают их по силе. Когда встречается этот тип шума (в примере на глубине 7 м), минимальный уровень фонового шума поднимается до очень высокого уровня, и, как показывает график ATA, глубина георадарного исследования сильно ограничена; в некоторых случаях данные георадара могут быть непригодны для использования.
Рисунок 2 показывает данные из очень шумного места, менее чем в 100 метрах от радиопередающей вышки. Внешний радиопередатчик создает фоновый шум уровнем 20 мВ в полосе частот приемника георадара и полностью подавляет сигналы георадара, в результате чего сигнал георадара практически не проникает и делает данные полностью бесполезными.
Уровень фонового шума является одним из факторов, ограничивающих проникновение сигнала георадара. Сравните глубину проникновения для рис. 1 (7.5 м) и 2 (1.0 м). Если бы уровни шума и затухания на Рисунке 1 были такими же, как данные на Рисунке 2, данные были получены с того же места и, следовательно, имели такое же затухание сигнала георадара, экстремальный шум уменьшил глубину проникновения на 6.5 метра!
Одним из способов подавления случайного шума, показанного на рисунках 1 и 2, является увеличение количества стеков. (Рисунок 3) . На этом основана технология Ultra Receiver, которую компания Sensors & Software использует в NOGGIN® Ultra 100 и pulseEKKO® Ultra Receiver. Ультраприемники работают в тысячу раз быстрее, чем стандартные приемники, увеличивая максимальное количество стеков с 2048 до 65,536 XNUMX. Для получения дополнительной информации о том, как Ultra Receiver уменьшает шум для увеличения глубины проникновения георадара, см. https://www.sensoft.ca/blog/ultra-receiver-revolutionizing-low-frequency-data/.
На рисунках с 1 по 3 показан случайный шум, но фоновый шум может принимать различные формы в зависимости от характера радиопередающего устройства. Иногда может появляться над узкой областью пространственного расположения (Рисунок 4а) , исчезая со временем (Рисунок 4b) , или с периодическим рисунком (Рисунок 4с) . Периодические шумовые паттерны могут быть вызваны запуском и остановкой передачи или изменением положения источника. Вращающаяся направленная передающая антенна, такая как в аэропортах, может направлять сигналы к георадару, а затем от него.
Другими переменными, влияющими на то, как система георадара принимает внешний шум, являются полоса пропускания антенны, расстояние до источника шума и ориентация антенн георадара относительно источника шума.
Рисунок 4d показывает интересную наклонную картину шума, которая почти когерентна. Это означает, что внешний источник шума передавал с частотой повторения, аналогичной системе георадара.
Лучший способ подтвердить, что подозрительный сигнал в линии георадара является внешним шумом, а не каким-либо образом сгенерированным системой георадара или реальным отражением георадара, — это посмотреть на данные до первого разрыва (или нулевого времени); все системы датчиков и программного обеспечения собирают примерно 10% данных до срабатывания передатчика георадара (Рисунки 4а, б и в). Если сигнал в глубине секции такой же, как и сигнал перед первым разрывом, то источник сигнала определенно внешний.
Шум не является проблемой для подавляющего большинства георадарных съемок, но операторы должны распознавать его, когда он возникает. Если это неблагоприятно влияет на георадарную съемку, рассмотрите возможность проведения съемки в другое время, когда радиопередатчики выключены или слабее; многие радиостанции ночью снижают мощность передатчика. Кроме того, запустите несколько тестовых линий, чтобы увидеть, уменьшается ли шум, когда линии съемки собираются в определенном направлении, часто ортогональном источнику шума.
