Георадарное сканирование

Подповерхностное зондирование производится на том же принципе, что и радиолокация, но в отличие от последней использует короткие (наносекунды) импульсы метрового и дециметрового диапазона. Благодаря широкой полосе пропускания эти излучения могут распространяться не только в воздухе, но и в других средах, отличающихся меньшей электрической проводимостью.

Электромагнитные волны, созданные этими импульсами, распространяются в средах, и, после отражения от границ разделов в верхней части разреза регистрируются приемными антеннами. Зная такие электрофизические параметры как скорость распространения и величина удельного затухания сигнала можно в режиме реального времени увидеть состав исследуемой области. Все дело в том, что различные материалы, вещества и отдельные объекты обладают собственной диэлектрической проницаемостью. К примеру, для воздуха она равна 1, для пресной воды – более 80, для влажного песка – 20-30, у металлов она настолько высока, что сигнал не способен пройти сквозь них. Соответственно скорость распространения и величина затухания электромагнитной волны в них разные, что дает возможность выделить контраст слоев и обнаружить отдельные инородные включения.

Георадиолокационная разведка производится при помощи георадаров – это специализированное оборудование, которое состоит из:

• Сменных модулей, имеющих приемные и передающие антенны, которые посылают импульсы в исследуемую среду и регистрируют их при отражении. Каждый такой блок обладает набором антенн, работающих в определенном диапазоне частот. Меняя их можно добиться большей глубины сканирования или увеличить разрешающую способность зондирования верхних слоев.


• Блока управления, который состоит из преобразователей, модулей подключения оборудования, проводки (электрической и оптоволоконной), и различных датчиков. Основная задача данного блока – преобразование принятой электромагнитной волны в электронный сигнал, а затем в цифровую информацию.


• Регистрирующее устройство – встроенный или мобильный компьютер, который используется для обработки информации, полученной с блока управления. Он позволяет вести запись полученных данных и видеть результаты работы прибора в режиме реального времени на жидкокристаллическом экране.


• Вспомогательное оборудование – транспортная тележка, ручная штанга, GPS-модуль, датчик перемещения, измеритель пути, подвеска для крепления на транспортном средстве и прочее. Эти дополнения способны увеличить точность проведения исследований, привязать данные к координатной сетке или начальной точке отсчета, а также расширить область применения прибора.

Результатом работы георадара является радарограмма – это двухмерное изображение зондируемой среды. На ней могут быть видны геологические пачки слоев (срез пород) и различные скрытые объекты – инженерные сети, крупные валуны, карстовые пустоты и прочее. Данное изображение можно изучить в различном масштабе, также специализированное программное обеспечение способно выявить и удалить различные помехи, которые появились в результате воздействия природных и искусственно созданных излучений (в том числе от самого прибора).

Еще одним немаловажным преимуществом такого ПО является возможность построения трехмерной модели из множества разрезов, которые были получены в процессе подповерхностного зондирования. Такое 3D изображение позволяет обнаружить предметы специфической формы, благодаря чему георадар широко используется в археологии и инженерных изысканиях, так как позволяет безошибочно обнаруживать технику, погребенные постройки и прочие объекты.

Чаще всего георадар используется во время инженерных изысканий, обследования различных искусственных сооружений (автомобильных и железных дорог, взлетно-посадочных полос, фундаментов зданий и прочих). Он позволяет получить интересующую информацию бесконтактным, неразрушающим способом. Это позволяет существенно сократить объем буровых работ и делает прибор незаменимым при обследовании старых бетонных конструкций во время капитального ремонта и реконструкции объекта. Также он получил широкое распространение в археологии и горнодобывающей промышленности. В последнем случае он используется для разведки полезных ископаемых и оценке их резервов.

Прибор часто применяют при обследовании акватории небольших водоемов – для построения профиля дна и оценки запасов воды, для изучения среза осадочных и скальных пород, для поиска затонувших объектов.

Георадар может обнаружить любой инородный объект в исследуемой среде, независимо от материала его изготовления. Благодаря этому прибор широко используется при поиске скрытых инженерных сетей (водопроводов, линий электропередач, сточных систем и прочих). Также его применяют снабжающие организации и надзорные органы для поиска несанкционированных врезок в сети и нефтепроводы.