Введение
Георадары серии «Грот» - современные мобильные электронные геофизические приборы, реализующие метод электромагнитного импульсного сверхширокополосного зондирования, позволяющие получать непрерывный разрез исследуемой среды и записывать его в файл для дальнейшей обработки, анализа и документирования.
Набор оборудования можно разделить на аппаратный блок и программный комплекс.
Основной аппаратный блок состоит из компонентов, выполняющих следующие функции: формирование импульсов, излучаемых передающей антенной, обработка сигналов, поступающих с приемной антенны, синхронизация работы всей системы.
В аппаратный блок входит и блок регистрации отраженных сигналов. Им может служить специальное записывающее устройство, а так же обычный ноутбук.
На фото изображен комплекс «Грот-12» с набором 2-х метровых антенн на жесткой рамке и ноутбуком в качестве блока регистрации, соединенным кабелем с приемником.
|
|
|
|
Принцип действия георадара основан на методе радиолокации: излучение в зондируемую среду электромагнитных импульсов и регистрация отражённых сигналов от неоднородностей и объектов в толще среды.
Программный комплекс предназначен для управления съемкой данных, их визуализации и дальнейшей обработки.
Используя возможности комплекса, пользователь может создавать модели исследуемой среды в виде слоистых структур с постоянными электрофизическими свойствами внутри каждого слоя и локальных объектов, отличающихся по электрофизическим свойствам от вмещающей породы.
Возможности комплекса достаточно разнообразны как на этапе получения данных, так и на различных стадиях их обработки. Руководствуясь принципом: «от простого – к сложному», разобьем процесс освоения работой системы на этапы, цель которых – не «утонув» в подробностях при начальном знакомстве, быстро и эффективно начать работать.
Этап №1
Подготовка к работе
- Выбираем подходящую конфигурацию оборудования, состоящую из приемника, передатчика и антенн.
- Производим сборку, согласно инструкции по сборке.
- Определяем тактику использования георадара.
Отметим, что наиболее распространенным инструментом геологических исследований до сих пор, является бурение скважин с дальнейшим анализом параметров грунтов, что часто не дает возможности при проектировании объектов учитывать довольно сложное геологическое строение природных объектов, строительных площадей и структуру проложенных линий коммуникаций. Осложняющие бесчисленные геологические факторы: водотоки, разломы, карстовые полости, естественные просадки, вертикальные и горизонтальные изменения параметров разрезов - при таком подходе в надлежащей степени не учитываются.
Подробную информацию нельзя получить, даже сильно увеличив густоту скважин, и это вдобавок резко удорожает стоимость исследования.
Георадарная съемка позволяет значительно повысить детальность обследований, потому что вместо точечного установления геологических параметров при бурении скважин у нее получается почти сплошной анализ характеристик среды, а геологическая информация, полученная по контрольным скважинам, применяется для проверки правильности показаний геофизических параметров и корректировки создаваемой модели подповерхностного пространства.
В большинстве случаев, при георадиолокационном обследовании, антенный блок георадара перемещается по поверхности исследуемой среды (или над поверхностью), излучая и принимая отражённые сигналы через определённое расстояние, называемое шагом зондирования. Минимальный шаг зондирования может составлять несколько миллиметров. Линия, вдоль которой перемещается георадар, называется георадиолокационным профилем, а сам процесс съемки – профилированием.
Излучаемый в исследуемую среду импульс отражается от находящихся в ней предметов или неоднородностей среды, имеющих отличную от среды диэлектрическую проницаемость или проводимость, принимается приемной антенной, обрабатывается и запоминается для последующего анализа. При этом полученная информация отображается на индикаторе (экране компьютера). В результате, из упорядоченного набора отражённых сигналов складывается разрез исследуемой среды, именуемый радарограммой.
От величины шага зондирования зависит детализация радарограммы по горизонтали. От параметров антенн и приемно-передающих устройств зависит детализация радарограммы по вертикали.
В зависимости от конкретной задачи, можно производить съемку данных по одному (или нескольким независимых профилям), или строить некоторую сетку профилей, с определенной частотой и размером. При этом важно добиться того, чтобы исследуемый подземный объект пересекался таким количеством профилей и с таким шагом, которого достаточно для уверенной интерпретации полученных результатов.
Перед началом съемки важно определить также направление профилей и ориентацию антенного блока при перемещении по профилю. В общем случае полезно руководствоваться правилами:
-чем большее количество точек измерений будет над искомым объектом, тем лучше;
-чем ближе угол профиля измерений и границы подземного объекта к 90 градусам, тем более четко он будет виден на радарограмме;
-для уменьшения искажений данных из-за наличия отражений от наземных объектов (особенно при неэкранированных антеннах), следует ориентировать антенны так, чтобы их торцы были направлены в сторону этого объекта.
4. Включаем компьютер (при использовании его в качестве блока регистрации).
Производим запуск программы управления съемкой Grot12.exe (конкретная версия соответствует определенной конфигурации оборудования).
Включаем питание блоков приемника и передатчика комплекса.
Этап №2
Настройка приемного тракта для регистрации данных и установка параметров предстоящей съемки
Настройка (или проверка уже введенных) параметров приемного тракта и съемки данных необходима при начальном запуске оборудования в работу на участке съемки. В дальнейшем они сохраняются в памяти. Эти параметры должны соответствовать конкретной конфигурации оборудования и условиям съемки.
При запуске программы Grot12.exe появляется основное меню:
