ژئورادار GPR

ژئورادار GPR یکی از جدیدترین روشهای ژئوفیزیکی که امروزه کاربرد وسیعی در بسیاری از زمینه‌های کاوشهای زیر سطحی دارد، روش “رادار نفوذی زمین” میباشد. اصطلاح رایج بین المللی این روش به GPR معروف است که مخفف عبارت Ground Penetrating Radar میباشد.

کلمه رادار نیز مخفف  عبارت Radio Detection And Ranging می باشد. رادار دارای انواع مختلفی است.

مهمترین کاربرد GPR در موارد زیر است:

۱- در زمین شناسی مهندسی در بررسی ساختگاه محل سد، یافتن موقعیت کانالها و تونلهای مدفون، تعیین موقعیت نشستهای احتمالی در  مسیر جاده ها و ریلهای راه آهن و …

۲- محیط زیست، تعیین سطح ایستابی و به نقشه در آوردن مناطق آلوده

۳- زمین شناسی و اکتشاف معادن کم عمق، تعیین ضخامت خاکهای سطحی و یا ضخامت آبرفتها، تعیین ضخامت یخ

۴- سایر کاربردها مانند مطالعات باستانشناسی و نظامی

روش ژئورادار GPR امواج الکترو مغناطیسی با فرکانسهای مختلف به داخل زمین ارسال و بازتاب این امواج دریافت و مورد تحلیل قرار میگیرد.

فرکانسهای مختلف توسط آنتنهای با فرکانس مرکزی مختلف تولید، منتشر و دریافت میگردد.ژئورادار GPR عمق نفوذ این امواج کم و بستگی به هدایت الکتریکی زمین و مقدار فرکانس مورد استفاده دارد. در حالت کلی هرچه هدایت الکتریکی زمین بیشتر باشد (مانند محیطهای شیلی و رسی) عمق نفوذ کمتر و هرچه هدایت الکتریکی زمین کمتر باشد، ( مانند محیطهای آهکی و خشک ) عمق نفوذ بیشتر میشود. همچنین هرچه فرکانس بالاتر باشد عمق نفوذ کمتر و هرچه فرکانس پایینتر باشد عمق نفوذ بیشتر است.

زمانیکه پالس الکترومغناطیسی ساطع شده از آنتن، به یک ناپیوستگی الکتریکی برخورد میکند بخشی از آن از فصل مشترک عبور کرده و بخشی بازتاب میشود، این امر ناشی از تغییر امپدانس امواج الکترومغناطیس در فصل مشترک میباشد. مقدار انرژی بازتابی و عبوری و همچنین مقدار انرژی اتلافی بستگی به خواص الکتریکی مواد در دو طرف فصل مشترک دارد. اگر زمان رفت و برگشت موج الکترو مغناطیسی که از آنتن فرستنده ساطع شده و بعد ار انعکاس از توده بازتاب کننده به آنتن گیرنده باز میگردد را اندازه گیری کنیم میتوان عمق توده مورد نظر را تعیین کنیم. این امر در صورتی امکان پذیر است که سرعت پالس (ژئورادار GPR) در محیط مشخص باشد.

آنتنهای ژئورادار GPR تنها یک پالس منفرد ساطع نمیکنند. بلکه آنها تعدادی پالس مشخص را در فواصل زمانی معین که معمولا بین ۲ تا ۵۰ میکرو ثانیه میباشد را ساطع میکنند.

نمونه برداری در روش GPR به فاصله زمانی بین دو پالس متوالی که به آن (sample) گفته میشود مربوط است. به این فاصله زمانی (sampling interval) اطلاق میشود.
از دیگر پارامترهای مهم در طراحی برداشتهای رادار علاوه بر فرکانس آنتن، پنجره زمانی، فواصل ایستگاهها، موقعیت پروفیلهای برداشتی، انتخاب فواصل نمونه برداری روی شکل موج ثبت شده است، این پارامتر توسط نظریه نایکویست (Nyquist) کنترل میشود. طبق این نظریه فرکانس نمونه برداری باید حداقل ۱۰ برابر فرکانس مرکزی آنتن مورد استفاده باشد.

 

0 پاسخ

ثبت دیدگاه

مایل به ملحق شدن به بحث هستید ؟
به ما بپیوندید !

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *