2.1 Геологические, инженерно-геологические и гидрогеологические задачи.

а) картирование геологических структур - восстановление геометрии относительно протяженных границ, поверхности коренных пород под рыхлыми осадками, уровня грунтовых вод, границ между слоями с различной степенью водонасыщения, поиск месторождений строительных материалов;

б) определение свойств различных отложений по скорости распространения электромагнитных волн, опираясь на связь этих свойств с диэлектрической проницаемостью пород;

в) определение толщины ледяного покрова;

г) определение мощности водного слоя и картирование поддонных отложений;

д) определение мощности зоны сезонного промерзания, оконтуривание областей вечной мерзлоты, таликов;

2.2 Поиск локальных объектов, обследование инженерных сооружений, нарушений штатных ситуаций.

а) трубопроводов;

б) кабелей;

в) участков разреза с нарушенным естественным залеганием

грунта - рекультивированных земель, засыпанных выемок;

г) погребенных отходов и захоронений;

д) подземных выработок, подвалов, карстовых и суффозионных

провалов;

е) границ распространения углеводородных загрязнений;

ж) поиск скрытых нарушений в стенах наземных сооружений,

шахт, тоннелей, в опорах и перекрытиях;

з) поиск нарушений, возникших в процессе строительства или в

процессе эксплуатации в конструкции автомобильных и железных

дорог, взлетно-посадочных полос аэродромов и т.д.

А теперь я приведу классификацию по месту проведения работ.

1. В геологии - георадары применяются для построения геологических разрезов, определения положения уровня грунтовых вод, границ распространения полезных ископаемых в карьерах, положения карстовых воронок и пустот, толщины льда, глубины и профиля дна рек и озер.

2. В транспортном строительстве – (автомобильные и железные дороги, аэродромы) георадары используются для определения толщины конструктивных слоев дорожной одежды и качества уплотнения дорожно-строительных материалов, изыскания карьеров дорожно-строительных материалов, оценки оснований под транспортные сооружения, определения глубины промерзания в грунтовых массивах и дорожных конструкциях, содержания влаги в грунте земляного полотна и подстилающих грунтовых основаниях, эрозии грунтов на участках мостовых переходов. Поиск любых аномалий под дорожным покрытием.

3. В коммунальных службах – поиск и определение коммуникаций и сетей (металлических и пластиковых!). Только этим прибором возможно нахождение и определение глубины залегания пластиковых водопроводов, газопроводов, систем канализации. Георадар определяет места утечек, а так же врезок на трубопроводах.

4. В решении вопросов охраны окружающей среды и рационального использования земель, георадары используются для оценки загрязнения почв, обнаружения утечек из нефтепроводов, мест захоронения экологически опасных отходов.

5. МЧС – обнаружение остатков взрывоопасных предметов (снарядов, оружия) времен ВОВ.

6. В археологии – при помощи георадаров устанавливают места нахождения археологических объектов и границы их распространения.

Первичная обработка георадарных сигналов

Начнём с обнаружения и оценки параметров отражённых сигналов, где используем преобразование Гильберта, после чего выведем алгоритм первичной обработки.

Модуль преобразования Гильберта для зондирующих и отраженных георадарных импульсов довольно произвольной формы – гладкая аналитическая однополярная функция, имеющая только один максимум, поэтому обнаружение сигнала на временной оси сводится к поиску максимумов модуля преобразования. Полярность импульса определяется по значениям волновой функции в момент времени, соответствующий максимуму модуля. Преобразование Гильберта от действительной функции x(t) заключается в вычислении некоторой дополнительной функции y(t), у которой все спектральные компоненты имеют такой же модуль, но повернуты по фазе на 90 градусов, т.е. преобразование реализует функцию идеального фазовращателя. Например, для функции дополнительная функция.

Преобразование Гильберта обычно представляют в комплексной форме h(t)=x(t)+iy(t). В теории аналитических сигналов через модуль преобразования Гильберта определяют огибающую импульса A(t). (3) В нашем случае дополнительная функция y(t)имеет вполне определенный физический смысл – это «восстановленная» магнитная компонента электромагнитного импульса. Хотя мы и не регистрируем магнитную компоненту зондирующего импульса, по законам электродинамики она в радиоволне обязательно существует, причем ее спектральные компоненты, действительно, повернуты по фазе на 90 градусов по отношению к электрической компоненте. Таким образом, квадрат модуля преобразования Гильберта можно рассматривать как нормированную функцию плотности полной электромагнитной энергии зондирующего и отраженных импульсов. Приведем ниже определение преобразования Гильберта для цифровой функции x(t) при числе отсчетов N с шагом через спектральную плотность S(f) с шагом по частоте (4) (5) Для определения полярности отраженных импульсов используется одно из свойств преобразования: максимум модуля соответствует максимуму модуля действительной знакопеременной функции [2]. Для максимума модуля преобразования Гильберта анализируется знак функции x(t) в соответствующий момент времени. Знак функции соответствует полярности импульса.

А теперь сформулируем алгоритм первичной обработки георадарных данных на основе преобразования Гильберта: 1 Предварительная цифровая фильтрация (не обязательно). 2 Расчет преобразования Гильберта. 3 Поиск локальных максимумов модуля преобразования Гильберта. 4 Определение амплитуды и знака отраженных импульсов по волновой функции для моментов времени, соответствующим локальным максимумам преобразования.

Заключение

Таким образом рассмотрев оборудование «геородар» с разных сторон, я пришёл к выводу что это лучшее и наиболее эффективное оборудование для мало глубинных исследований. Отличительная черта от всех других геофизических оборудований это компактность. Не нужно множество народа что бы работать с ним, достаточно одного оператора ну или 2-ух в зависимости от модели, ну как правило в современных условиях это 1 человек. Быстрота работы тоже является хорошим плюсом этой техники. Хочется отметить что сама работа не сложная и в принципе не утруждает человека. Так же эта тенденция пользуется спросом и нуждается в специалистах что не может не радовать.