Министерство образования и науки Российской Федерации

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (НИ ТГУ)

Радиофизический факультет

Кафедра радиофизики

ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ В ГЭК

Руководитель ООП

д-р физ.-мат. наук, профессор

_____________ В.П. Гермогенов

«_____» июня 2017 г.

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА БАКАЛАВРА

Применение дифракционного метода суммирования в геолокации

по основной образовательной программе подготовки бакалавров

Направление подготовки 03.03.03 – Радиофизика

Микутский Евгений Александрович

Руководитель ВКР

к. физ.-мат. наук, доцент

____________А.В. Клоков

«_____» июня 2017 г.

Автор работы

студент группы № 731

_____________Е.А. Микутский

Томск-2017

Министерство образования и науки Российской Федерации

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (НИ ТГУ)

Радиофизический факультет

Кафедра радиофизики (КРФ)

УТВЕРЖДАЮ

Руководитель ООП

д-р физ.-мат. наук, профессор

______________ В.П. Гермогенов

« ____ » _________2016 г.

Задание

по подготовке ВКР бакалавра

студенту Микутскому Евгению Александровичу группы № 731

1. Тема ВКР: Применение дифракционного метода суммирования в геолокации.

2. Срок сдачи студентом выполненной ВКР:

а) на кафедре 12.06.2017,

б) в ГЭК 16.06.2017

3. Краткое содержание работы:

Работа направлена на подтверждение возможности использования георадара для изучения толщины снега и льда на поверхностях рек, озер и болот, а также рельефа их дна.

4. Календарный график выполнения ВКР:

а) изучение литературы по теме ВКР	19.09.2016–15.12-2016
б) освоение практических методов решения обратных задач	16.10.2016–15.12-2016
в) проведение экспериментов	13.02.2017–15.03-2017
г) обработка результатов и написание ВКР	16.04.2017–01.06-2017
д) подготовка презентации работы	02.06.2017–12.06.2017

4. Дата выдачи задания «____» ______________2016 г.

Руководитель ВКР – кандидат физ.-мат. наук, доцент каф. радиофизики	______________	А.В. Клоков
Задание принял к исполнению	______________	Е.А. Микутский

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1 Физические основы метода георадиолокации 5

1.1 Теоретические основы 5

1.2 Моделирование 8

2 Метод дифракционного суммирования 12

3 Аппаратура для георадиолокационных исследований 19

3.1 Принцип действия георадара “ОКО-2” 19

3.2 Область решения задач при помощи георадара 21

4 Получение и обработка геолокационных данных 23

4.1 Определение толщины ледяного покрова 23

4.2 Поиск локальных объектов 27

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 33

Введение

В настоящее время, потребность в георадиолокационных исследованиях возрастает с ростом объемов строительства и с расширением круга геоэкологических задач. Благодаря техническому прогрессу и уменьшению стоимости, получили широкое распространение системы подповерхностного зондирования, т.е. георадары. Эти системы позволяют проводить неразрушающие подземные исследования в промышленных целях, таких как поиск потерянных линий связи, подземных вод, контроль состояния труб водо и газоснабжения, обнаружения мин, поиск минеральных ресурсов, а также для археологических и исторических целей, т. е. изучение археологических слоев Земли, поиск различного рода артефактов и т.д. В связи с этим встает вопрос быстрой и качественной обработки данных, которые получены с помощью георадаров.

Георадиолокационный метод изучения геологической среды нашей страны является технологически новым методом. Реализация перспективных научных идей оказывается возможной только на современном уровне развития технологической основы создания аппаратуры и компьютерной базы для создания систем сбора и обработки информации, несмотря на давние теоретические разработки.

Основным методом обработки данных, является фокусировка отраженных сигналов. В результате дифракции каждый точечный рассеиватель находящийся в однородной среде отображается в виде гиперболы. В этом случае истинное положение рассеивателя соответствует вершине гиперболы. Фокусировка перемещает отражения в их истинные позиции убирая эффект дифракции, тем самым увеличивая пространственное разрешение и позволяя получить изображение.

В обработке данных наиболее широко используется метод дифракционного суммирования во временной области.