Накратко за Георадарите (GPR)

Понеже за GPR системите се лъже много и са обект на грозни спекулации се налага да дадем накратко реалистична информация.
GPR е рефлективен метод при който се използват високочестотни електромагнитни вълни (10 MHz - 2500 MHz) за набиране на подповърхностна информация.
GPR регистрира промените в електричните характеристики (проводимост и диелектрична проницаемост), които са в пряка зависимост от почвите и скалите, влажността и порестостта им.
GPR основно се използва за възпроизвеждане на вертикални разрези с висока резолюция на геоложките, хидрогеоложките, геотехническите, инженерните и др. аномални среди.
GPR се използва с голям успех за локализиране и оценяване на изградени структури, вкл. пътища, писти, фундаменти, стени, канали, комуникации и др.
GPR също е приложим за детектиране и картиране на отпадъци, разливи, течове, останки и пр.
ПРЕДИМСТВАТА СА:
- изследванията се извършват относително лесно;
- GPR осигурява най-високата резолюция от всички приложни геофизични методи;
- непрекъснатите профили са ефективни за мащабни изследвания с висока хоризонтална резолюция;
- изходните данни се изобразяват като графики (радарграми) в реално време на дисплей;
- не е нужен интрузивен контакт;
- антената може да се тегли на ръка или от автомобил със скорост до 60 мили в час.
- честотата (резолюцията и дълбочинността) на антените може да се избира от 10 до 2500 MHz.
- ниските честоти осигуряват дълбоко проникване, но с ниска резолюция, а високите честоти много висока резолюция, но слабо проникване;
- при подходящи условия изследването може да се извърши през асфалт, бетон, паваж и др. покрития;
- при трудни терени може да се извърши поточково измерване, при което се постига и по-добро проникване;
- дълбочинността (с нискочестотни антени) надхвърля 100 фута в среди с ниска проводимост, но е обикновено в рамките на 30 фута при повечето почви;
- има разработени въздушнокуплирани антени, които позволяват дори изследване с дрон.
НЕДОСТАТЪЦИТЕ СА:
- дълбочинността зависи от местните условия;
- проникването в солени среди, глини и материали имащи проводимост повече от 0,01 S/m е силно ограничено;
- относително сложен процесинг;
- със земнокуплирани антени се работи много трудно на пресечен терен.
Сега нека да разгледаме накратко стандартните GPR параметри на системите на GSSI. (GSSI са първата комерсиална фирма за георадари, установила се като стандарт в тази сфера.)
http://www.geophysical.com/
Имате честота на работната антена. Според нея се настройват HP и LP филтри. Може да се зададат BGR и др. филтри в реално време, но не се препоръчва.
Имате Range (ns) в наносекунди. Това е параметър който определя максималната дълбочинност на радарграмата.
Имате Samples/Scan - Семпъли за Скан. Този параметър определя вертикалната ви резолюция.
Имате Bits/Sample - Битове за Семпъл. Този параметър определя дигиталната резолюция на всеки Семпъл.
Имате Scans/Second - Сканове за Секунда. Този параметър определя хоризонталната резолюция.
Тези и др. параметри трябва грамотно да се настроят спрямо заданието и характеристиките на средата.
Регистрирането на разлики в радарграмите се определя предимно от диелектричният контраст между средата (слоевете) и аномалните условия (обекти).
Важно е да знаете, че влажността вдига проводимостта на средата, а това понижава много дълбочинността на GPR системите.
На влажна глина антените 300-500 MHz са с дълбочинност до около метър. Дълбочинността на нискочестотните антени също рязко спада.
В нета се вихрят врели-некипели, че виждате гърнета, сандъци и пр. на екрана в реално време. Реално виждате само радарграми, които допълнително се обработват и интерпретират.
На радарграмите едно голямо гърне, оруден камък, медно менче, алуминиева тенджера, желязна кутия и пр. се виждат едва-едва и то почти идентично, понеже са точкови обекти със сходен диелектричен контраст.
С антени 200 MHz и надолу подобни обекти са неразличими от съвсем малките аномалии в средата (дори стават невидими).
Отделно, нискочестотните антени имат голяма мъртва зона, която също зависи от параметрите на средата (диелектрична константа и проводимост).
Осреднено за дълбоките антени 300, 200 и 100 MHz, мъртвата зона е съответно около 0,4м,  0,75м. и 1,5м. Т.е. губите повърхностните обекти.
Вертикалната резолюцията зависи от честотата на антената и варира спрямо характеристиките на обекта и средата (диелектрична константа и проводимост).
Дълбочинността също зависи от честотата на антената и характеристиките на изследваната среда.
Коректните производители (има и некоректни) дават осреднена дълбочинност за нормални почвени условия.
За глина и орудени среди дълбочинността се редуцира, а за скали и нископроводими среди дълбочинността нараства.
Това, че в радарграмата имате пълнеж надолу до края на Range, не означава, че виждате полезни данни.
С GPR системите е добре да се работи при максимално суха среда, за макс дълбочинност.
Вижте дълбочинността за всяка една антена тук:
https://www.geoscanners.com/antennas.html
Geoscanners са коректни и не са раздули дълбочинността.
Има спекулации за ИИ в GPR системите, което е опашата лъжа. Реален ИИ се ползва само в някои милитъри GPR системи и то с ограничен успех. Детекция на хиперболи, проследяване на слоеве и пр. не са ИИ.
За да използвате оптимално възможностите на GPR е необходима обработка и интерпретация на радарграмите от обучен специалист.
Накратко, Георадарите са нещо много добро за приложни геофизични изследвания, но трябва да сте отлично запознати с метода и добре обучени за работа с конкретните системи и софтуер.
Това не е вълшебен визьор и не очаквайте да видите на екрана нещо повече от сложни радарграми на средата и аномалните условия.

Реални радарграми може да видите тук:
https://geophysics.zonebg.com/gprres.htm