Применение дифракционного метода суммирования в геолокации

Содержание

Слайд 2

Георадары позволяют проводить неразрушающие подповерхностные исследования в промышленных целях, таких как

Георадары позволяют проводить неразрушающие подповерхностные исследования в промышленных целях, таких как

поиск потерянных линий связи, контроль состояния труб водо- и газоснабжения, обнаружения мин, и также используются в археологических и исторических целях, т. е. поиск различного рода артефактов и т.д.

Актуальность

Слайд 3

В результате дифракции каждый точечный рассеиватель, находящийся в однородной среде, отображается

В результате дифракции каждый точечный рассеиватель, находящийся в однородной среде, отображается в виде гиперболы. В этом случае истинное положение точки рассеивателя соответствует вершине гиперболы.


Фокусировка перемещает отражения в их истинные позиции, убирая эффект дифракции, тем самым увеличивая пространственное разрешение и позволяя получить изображение.

В обработке данных наиболее широко используются метод дифракционного суммирования

Введение

Слайд 4

Каждый отраженный импульс проходит расстояние R(tn) и имеет время задержки tn.

Каждый отраженный импульс проходит расстояние R(tn) и имеет время задержки tn.

Мы можем рассчитать расстояние и время задержки с помощью теоремы Пифагора:

Метод дифракционного суммирования

Это уравнение гиперболы и z0:

В трехмерном случае:

Метод дифракционного суммирования основан на суммировании амплитуд сигнала вдоль гиперболы.

Пути отраженного сигнала от цели в разных точках приема

,где

Слайд 5

Одномерный смоделированный сигнал (позиция среза = 2м) Двухмерный вид смоделированного сигнала

 Одномерный смоделированный сигнал (позиция среза = 2м)

 Двухмерный вид смоделированного сигнала 

Моделированный сигнал от

трёх точечных источников

Прямая задача

Моделирование и обработка данных проводились с использованием технического языка программирования Matlab на ПК со следующими характеристиками: процессор – Intel® Core™ i5 CPU M430 2,3 ГГц, ОЗУ - 4 Гб.

Слайд 6

Двумерное изображение миграции сигнала Фокусированный сигнал (срез Х=3 ) Фокусировка сигнала

Двумерное изображение миграции сигнала

Фокусированный сигнал (срез Х=3 )

Фокусировка сигнала трех

точечных источников методом
дифракционного суммирования

Миграция сигнала методом дифракционного суммирования

Общее время расчета - 5,3 секунд 

Слайд 7

Схема сборки георадара “ОКО-2”с радиомодемом

Схема сборки георадара “ОКО-2”с радиомодемом

Слайд 8

Центральная частота - 1700 МГц; Глубина зондирования - 1 м; Разрешающая

Центральная частота - 1700 МГц;
Глубина зондирования - 1 м;
Разрешающая

способность - 0,03 м.

Река Томь

Длина трассы – 2м;
Шаг зондирования вдоль трассы – 0,02 м;
Время зондирования – 32 нс.

Антенный блок АБ-1700

Слайд 9

Получение геолокационных данных

Получение геолокационных данных

Слайд 10

Обработка экспериментальных данных Геолокационный профиль Для снега d1 = 76 см

Обработка экспериментальных данных

Геолокационный профиль

Для снега
d1 = 76 см
ɛ1 = 1.14

Для льда
d2

= 82 см
ɛ2 = 1.8
Слайд 11

Геолокационный профиль зондирования вдоль тропы Обработка экспериментальных данных

Геолокационный профиль зондирования вдоль тропы

Обработка экспериментальных данных

Слайд 12

Получение геолокационных данных Ящик с песком размерами – 2м х 1,5м

Получение геолокационных данных

Ящик с песком размерами – 2м х 1,5м х 1,5 м;
Шаг зондирования вдоль

трассы – 0,02 м;
Время зондирования – 16 нс.
Слайд 13

Обработка экспериментальных данных Геолокационный профиль в среде – воздух а) глубина

Обработка экспериментальных данных

Геолокационный профиль в среде – воздух

а) глубина 0,6 м

б)

глубина 1 м

Геолокационный профиль в среде – песок

Слайд 14

Обработка экспериментальных данных а) глубина 0,6 м б) глубина 1 м

Обработка экспериментальных данных

а) глубина 0,6 м

б) глубина 1 м

Результат обработки геолокационных

данных в среде – воздух

Результат обработки геолокационных данных в среде – песок

Слайд 15

Заключение Изучены теоретические основы метода дифракционного суммирования. Произведено численное моделирование. Исследованы

Заключение

Изучены теоретические основы метода дифракционного суммирования.
Произведено численное моделирование.
Исследованы электрические (диэлектрическая проницаемость) и физические

параметры (толщина) снежного и ледового покрова рек.
Проведен успешный поиск объектов в средах с разной диэлектрической проницаемостью.
Метод дифракционного суммирования отлично реализуется на данных полученных по средствам георадара “ОКО-2”.