Про
застосовності георадара в геології
Ситуація з
георадіолокаціей, або ще називають "підповерхневої радіолокації", достатньо
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:
За допомогою
ВЧ-випромінювача (антени) створюється короткий одиночний (відео), або заповнений
радіочастот, імпульс.
Відбитий
ехосигналу реєструється цієї ж "сполученою" антеною, або окремої
приймальні.
Глибина до
відбитої кордону визначається, в першому випадку:
h =
(vt)/2
під
друге:
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 залежності від вологості грунту можна отримати розбіжність
за швидкістю (і за що визначається глибині) у кілька разів! Наприклад, після
дощу.
Друга проблема
полягає в експоненційному загасання радіохвиль в землі, в залежності від
відстані r і перерахованих вище параметрів:
L = exp [f (w,
r, e, m) r]
Тут більше
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
