用于地下公用设施管道定位的探地雷达

 
项目规划的一个关键部分是准确了解场地表面之下的情况。 本案例研究展示了 GPR 的常见用途。

探地雷达（GPR）使用无线电波以无损方式定位土壤，岩石，混凝土，沥青，木材和水等材料中的物体和地下结构。
Sensors & Software Inc. 是一家 GPR 制造商，因其对技术卓越、持续创新和响应迅速的客户服务的承诺而享誉全球。 您会发现他们的产品被工程师、矿工、考古学家、地质学家以及军事、安全和执法人员用于众多应用。
GPR 的一个主要应用领域是地下公用设施的探测和绘图。 在下文中，我们将讨论现场方法和相关的 GPR 仪器特性。

探地雷达在公用设施定位中的应用示例

滑动1

金属和非金属管道

滑动2

不同深度的公用设施管线

滑动3

实用程序彼此靠近

滑动4

地下储罐

滑动5

地图上的公用设施线路

查看 GPR 应用的所有示例 实用程序定位

为什么要使用GPR进行实用程序定位？

定位埋地设施的工具和方法是多种多样的。 最常见的方法是用电流为金属管道和电缆供电，并使用磁场传感器检测电流。 如果目标可以暴露以进行连接或可以感应电流，足够的电流在目标上流动，并且检测器足够灵敏以检测电流产生的磁场，那么这种技术效果很好并且非常经济有效。

当难以访问，电流不流动（即非金属元件或断开的连接）或外部噪声使无法检测时，GPR提供了一种替代方法。 GPR提供自己的能源，可以检测金属和非金属物体，以及受干扰的土壤条件和其他埋藏结构。

探地雷达设备并非没有局限性。 探地雷达无线电波信号被地面吸收，一些土壤（粘土、盐碱地）极大地限制了勘探深度。
因此，探地雷达的有效性因地点而异，并且各地差异很大。 其他用于公用事业检测的直接方法是挖沟、手工挖掘或真空挖掘以暴露特征。 为了有效地使用这些技术，需要先验知识和准确的竣工图。 通常这些要么不可用，要么不够准确。 定位的常识方法是使用所有可用的工具。 了解特定方法在何时何地最具成本效益取决于经验、商业实践和当地的施工技术。

使用 GPR 的方法 找到埋藏的公用设施

基于探地雷达的公用设施定位器以两种方式部署以进行公用设施定位。 最常见的是边走边定位并标记。 第二个更强大； 映射该区域以创建地下图像或深度切片。
第一种方法在有利的土壤和整洁的环境下效果很好。 映射方法通过目标的空间连续性来分离目标，在复杂条件下尤其有用。 下面介绍这两种方法。

查找并标记™

Locate and mark™ 是使用 GPR 的最常见方法 定位公用设施。 它与传统电流跟踪实用探测器的使用非常相似。 探地雷达传感器沿着垂直于预期效用轴的扫描方向移动（见图 1）。 当 GPR 装置穿过公用设施时，图像显示双曲线形状（倒 V），如图所示
图 2. 双曲线的顶点或顶部是公用设施的位置。 到双曲线顶部的距离是深度的估计。
通过来回移动探地雷达并标记观察到双曲线顶部的地面，可以追踪地下设施的对齐情况，如图 1 中的 X 所示。 例如，图 3 中的混凝土雨水管路线位于沥青下。图 3 中的照片上标明了 3 条垂直测量线的位置，图 4 中显示了数据图像。每条横线上都可见倒 V 形，清晰可见识别管道的对齐情况。

请注意图 4 中，随着管道越深，探地雷达横断面上的双曲线响应强度就越弱。 这是探地雷达信号在深入地下时衰减的结果。 在所有土壤中，探地雷达信号最终都会被完全吸收，并且只有该区域的环境无线电噪声才会被探地雷达接收器检测到。
要使用探地雷达探测尽可能深的目标，拥有一个安静、高度敏感的系统非常重要。 图 5 显示了混凝土石棉管的响应，该响应微妙但可见。

地图绘制

在某些情况下，地面条件很复杂和/或事先不知道埋藏了什么。 绘图提供了解决这些不断变化的条件的有效方法。
在制图调查中，以受控方式在一个区域内收集数据，以覆盖该区域的100％。
大多数情况下，数据是在直线网格中获取的，以获得完整的区域覆盖，如图 6 所示。虽然单独的遍历可以标记某些要素，但主要重点是获取和记录数据，以便计算机能够生成该区域的地图。
例如，在大石块下方的区域进行了网格调查。 探地雷达响应杂乱且复杂，因此在查看单个导线时很难唯一地识别埋藏设施。
通过合并所有数据以创建体积图像，不同深度的切片图使长线性特征清晰可见。 网格区域的结果如图 7 所示。该图显示了网格测量的 0.5 m 和 1.1 m 处的深度切片。 Y ≈ 2.5 m 至 3 m 处的线路要素是馈送光标准的埋地电力电缆。 12.5 m 处的设施是喷水管线。 7.5 m 切片中 Y ≈ 10 至 1.1 m 处的要素是混凝土雨水渠。

人眼在识别相连的线性特征方面非常强大。 电脑动画更是如此。

仪表

探地雷达系统 工作频率范围为 100 至 500 MHz，可在空间分辨率和探测深度之间实现最佳折衷。
这些频率决定了最适合部署在推车上的传感器尺寸。 为了最大限度地提高系统灵敏度并最大限度地减少干扰，推车应采用非金属材料制成。
LMX200™ 系统（图 3）提供了针对公用设施定位优化的探地雷达系统的绝佳示例。 可折叠推车由坚韧的非金属玻璃纤维部件制成，具有大直径轮子和高度可见的数据显示。
该系统的设计易于运输和存储。 从到达现场到开始数据收集的设置时间仅需一两分钟。

显示单元是一款坚固耐用的现场计算机，用于数据记录和显示。 防风雨，在所有照明条件下都可见，包括明亮的阳光，
显示单元专为恶劣的现场条件而设计，并可在较宽的温度范围内工作。
集成的显示单元、电池和车轮里程表使受控测量变得容易。 一整天的测量只需要一块可充电凝胶电池。 GPS 定位被设计到 LMX200™ 系统中。

显示单元的智能、用户友好的智能系统固件使操作变得简单明了，无论是在定位和标记模式下还是进行网格测量以对复杂区域进行成像。 在数据采集过程中，后退箭头可提供目标精确位置的精确定位。
对于网格测量，操作员在采集的每个步骤中都受到独特的人体工程学交互式控制程序的指导，以确保完整的成像。 传感器和软件的Easy Grid现场工具包使进行调查变得容易。

LMX® GPR 实用定位器

LMX100™

我们最实惠的GPR实用程序定位工具，用于在现场查找和标记实用程序。 凭借其直观的用户界面，坚固轻巧的设计，您可以毫不费力地将LMX100™集成到现场位置，以完善您的工具箱。

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LMX200™

我们用于定位专业人员的首要 GPR 工具，它具有 LMX100™ 的所有功能，并添加了额外的现场功能，例如网格扫描数据收集、SplitView 和 MapView。 它还提供用于测绘结果的外部 GPS 功能以及使用随附的 EKKO_Project™ 软件进行数据导出、分析和报告的增强升级选项。

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