Модельные задачи и практические методики импульсного подповерхностного зондирования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.03, кандидат физико-математических наук Едемский, Федор Дмитриевич

• Едемский, Федор Дмитриевич
• кандидат физико-математических наук
• 2010

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Модельные задачи и практические методики импульсного подповерхностного зондирования»

Актуальность исследования.3

Цель работы.13

Научная новизна работы.14

Научная и практическая ценность.15

Автор выносит на защиту следующие положения.15

Личный вклад автора.16

Апробация работы и публикации.16

Структура и объем диссертации.17

Заключение диссертации по теме «Радиофизика», Едемский, Федор Дмитриевич

Выводы

1. Разработан подход к проведению обследования больших участков для картирования динамики мощности подповерхностных слоев, а также алгоритм геометрической миграции для корректировки наклонов границ раздела и составления карты горизонтальных смещений точек отражения. Проведен эксперимент, подтверждающий эффективность данного подхода.

2. На основе синтеза метода общей средней точки и профилирования разработана методика проведения георадиолокационных обследований, позволяющая отслеживать изменения диэлектрической проницаемости подповерхностных слоев вдоль трассы по двум линейным профилям, полученным при различном разносе антенн.

3. Разработан алгоритм геометрический миграции для приблизительной корректировки наклонов границ раздела. Проведен эксперимент, подтверждающий эффективность этого подхода. Показана возможность определения степени удаленности локального объекта от трассы.

Заключение

1. Разработана и численно промоделирована аналитическая модель пространственно-временной картины излучения линейно-протяженного импульсного источника, расположенного на плоской границе раздела сред. Исследовано формирование пиковой диаграммы направленности в зависимости от показателя преломления среды и от расстояния, с которого ведется наблюдение. Проанализированы изменения формы сигнала в зависимости от направления излучения и промоделировано влияние этих эффектов на результаты георадарных обследований.

2. Получено решение обратной задачи восстановления формы импульса тока в линейно-протяженной антенне по осциллограмме электрического поля, измеренного приемником, расположенным на границе раздела двух сред. Исследована новая специальная функция, реализующая решение задачи.

3. Исследовано и численно реализовано аналитическое решение двумерной модельной задачи подповерхностного зондирования в приближении «взрывающихся» объемных источников. Обратная задача сведена к новому варианту томографии - восстановлению функции по ее интегралам по системе полуокружностей.

4. Предложена методика проведения площадной георадарной съемки по хаотической траектории с автоматическим позиционированием. Реализован эффективный алгоритм интерполяции и геометрической миграции данных. Предложена методика определения диэлектрической проницаемости грунта вдоль трассы с помощью двукратного профилирования.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Едемский, Федор Дмитриевич, 2010 год

1. Daniels D.J. Ground Penetrating Radar / D.J. Daniels. - London: 1.E, 2004 -731 p.

2. Петровский A.A. Применение электромагнитных волн к исследованию верхних слоев земной коры / А.А. Петровский // Телеграфия и телефония без проводов. 1925. - № 30. - С. 219-232.

3. Hulsenbeck Е.А. German Patent / Е.А. Hulsenbeck. № 489434. -1926

4. El Said M.A.H. Geophysical prospection of underground water in the desert by means of electromagnetic interference fringes / M.A.H. El Said // Proceedings of Institute of Radio Engineers. 1956. - Vol. 44. - p. 24-30.

5. Waite A.H. Gross errors in height indication from pulsed radaraltimeters operating over thick ice or snow / A.H. Waite, S.J. Shmidt // IRE International Convention Record. 1961(Part 5). - p. 38-54.

6. Bailey J.T. Radio echo sounding of polar ice sheets / J.T. Bailey, S. Evans, G. Robin // Nature, 1964. Vol. 204, № 4957. p. 420-421.

7. Bentley C.R. The structure of Antarctica and its ice cover: Research in Geophysics, in Solid Earth and Interface Phenomena. / C.R. Bentley. -Technology Press of Massachusetts Institute of Technology, 1964 p. 335— 389.

8. Cook J.C. Radar exploration through rock in advance of mining / J.C. Cook // Transactions of the Society of Mining Engineers. 1973. - Vol. 254. - p. 140146.

9. Radar logging of a salt dome / W.T. Holser et al. // Geophysics. 1972. - Vol. 37. - p. 889-906.

10. Unterberger R.R. Radar propagation in rock salt / R.R. Unterberger // Geophysical Prospecting. 1978. - Vol. 26. - p. 312-328.

11. Thierbach R. Electromagnetic reflections in salt deposits / R. Thierbach // Journal of Geophysical Research. 1973. - Vol. 40. - p. 633-637.

12. Cook J.C. Proposed monocycle-pulse VHF radar for airbone ice and snow measurement / J.C. Cook // Trans. Amer. IEE. 1960. - Vol. 79, № 51. - p. 588-594.

13. Annan A.P. Radio interferometry depth sounding: Part 1 Theoretical discussion / A.P. Annan // Geophysics. -1973. - Vol. 38, № 3. - p. 557-580.

14. Olhoeft G.R. Electrical properties of lunar soil sample 15301,38 / G.R. Olhoeft, A.L. Frisillo, D.W. Strangway // Journal of Geophysical Research. -1974. Vol. 79. - p. 1599-1604.

15. Радиолокационная система для исследования поверхности Луны, установленная на борту космического корабля "Аполллон-17" / Л.Д. Порчелло и др. // ТИИЭР. -1974. Т. 62, № 6. - С. 140-159.16.