Про застосування георадара в геології.

Ситуація з георадіолокаціей, або ще називають "підповерхневої радіолокації", досить неоднозначна. Відомий досить давно, як метод радіолокаційного зондування (РЛЗ), він інтенсивно розвивається останнім часом, в основному за рахунок апаратурною і програмної опрацювання: з'являються все більше типів георадара і програм для них. Теорії метод не має з часів перших досліджень, тобто понад півстоліття. За основу взято геометрична модель власне радіолокації, з деякими застереженнями. Обробка сигналів скопійована, в основному, з сейсморозвідки МОВ, методики немає, як такої. При все це, метод георадіолокаціі хороший своїм візуальним відображенням і що здається простотою інтерпретації, що і принесло йому таку популярність, у основному у шукачів скарбів і сантехніків.

Принцип роботи георадара досить простий:

З допомогою ВЧ-випромінювача (антени) створюється короткий одиночний (відео), або заповнений радіочастот, імпульс.

Відбитий ехосигналу реєструється цієї ж "сполученою" антеною, або окремої приймальні.

Глибина до відображеної кордону визначається, в першому випадку:                 

h = (vt)/2         

в другому:         

h = [(vt) 2 - (d/2) 2)] 1/2     

v - Швидкість розповсюдження хвильового сигналу в перекриває шарі,

t - Час приходу ехосигналу,

d - Відстань між приймальної і передавальної антеною.

Основна проблема в тому, що ми не знаємо значення v швидкості хвилі! Земля -- неоднорідна середу, швидкість поширення хвилі в ній є складною функцією від діелектричної (e) і магнітної проникності (m), питомої опору (r) середовища, а також від частоти сигналу (w):

V = V (w, e, m, r)

Отриманий, таким чином, набір ехосигнали за профілем, можна назвати, за аналогією з сейсморозвідкою - "тимчасовим" розрізом. Для переведення його у глибинний розріз проводять "пристрілювання" на відомих, за даними буріння, профілях. Однак і це не дає точної інформації, тому що не враховує зміни перерахованих параметрів, а відповідно і швидкості з глибиною. Найбільш сильно впливає на швидкість хвилі діелектрична проникність (e), часом використовують навіть наближену формулу:

V »C/(e отн) 1/2

з = 300 м/мкс (швидкість електромагнітної хвилі у вакуумі).

e отн - відносна діелектрична проникність.

огляду на те, що e отн (повітря) = 1, а e отн (води) = 80 (див. табл.1), можна зрозуміти, що в залежно від вологості грунту можна отримати розбіжність за швидкістю (і за визначається глибині) у кілька разів! Наприклад, після дощу.

Друга проблема полягає в експоненційному загасання радіохвиль в землі, в залежно від відстані r і перерахованих вище параметрів:

L = exp [f (w, r, e, m) r]

Тут більш істотну роль грає електропровідність середовища: чим нижче питомий опір (r) середовища, тим сильніше загасає сигнал і тим менше глибинність зйомки. Треба згадати, що першим застосуванням методу радіолокаційного зондування була льодова розвідка. Лід має дуже високий r = 105