Автореферат (1103042), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Показано, что резкий передний фронт импульса обеспечиваетповышение информативности георадиолокационных данных и улучшает ихкачество для исследования малоконтрастных объектов. Эта рекомендация поформированию зондирующего импульса получена на основе сопоставления7результатов моделирования и экспериментальных данных для различныхприродных и техногенных сред.Основные положения, выносимые на защиту:1. Показана важность учета дисперсии анализируемых сред в задачахсверхширокополоснойимпульснойрадиолокациикакнаосновемоделирования, так и качественного сопоставления результатов моделированияс данными импульсных георадаров, включая эксперименты в соляных шахтах сочень низкой проводимостью, которые показали зависимость ослабленияимпульса от его длительности.2. Выявлены особенности вклада проводимости в характеристикизондирующего сверхширокополосного импульса в средах с дисперсией и данокачественное подтверждение существования этих особенностей.3.Показанырадиозондированиявозможностидоглубинимпульсного100иболееподповерхностногометроввразличныхгидрогеологических условиях на основе анализа экспериментальных данных,полученных разными методами.Достоверность и обоснованность результатов диссертацииДостоверность полученных результатов и сделанных выводов обоснованас помощью расчетов, сравнением с экспериментальными данными и сисследованиями других авторов.

Обоснованность основных результатовподтверждается публикациями в российских и зарубежных журналах, ихапробацией на российских и международных конференциях и отзывамироссийских и зарубежных компаний, активно применяющих аппаратуру иметодику интерпретации данных в практической работе.Практическая значимость работы8Полученные результаты диссертации использовались и могут бытьиспользованыдлярешенияширокогокругазадачимпульснойгеорадиолокации.

Рекомендации по формированию зондирующего импульсадля увеличения разрешающей способности и глубины зондирования могутспособствоватьсозданиюимпульсныхгеорадаровсулучшеннымихарактеристиками.В рамках проведенных экспериментов в различных геологических игидрологическихусловияхполученыданныегеорадиолокационногоимпульсного зондирования сред со средним и сильным поглощением с глубинв десятки и сотни метров, подтверждённые другими геофизическими методамии, в том числе, заверенные результатами бурения. Тем самым значительнорасширена сфера практического применения метода георадиолокационногозондирования в шахтах и с земной поверхности. Аппаратура и методикаинтерпретации данных активно используется на многих объектах в России и зарубежом.Апробация работыОсновные результаты, включенные в работу, докладывались лично иобсуждались на следующих общероссийских и международных конференциях:Генеральная ассамблея Европейского союза геофизических исследований 2013(EGU General Assembly 2013), Вена, Австрия, 2013; Х Международная научнаяконференция «Информационные технологии в науке, технике и образовании»,посвященная 80-летию со дня рождения первого космонавта планеты Ю.А.Гагарина, Пицунда, Абхазия, 2014; Научная конференция «Освоение Арктики –новый виток в развитии отечественной науки и инноваций», Салехард, 2014г.;Всероссийская конференция с международным участием «Арктика – нефть игаз 2015», г.

Москва, 2015; V Всероссийские Армандовские чтения, VВсероссийская научная конференция «Сверхширокополосные сигналы врадиолокации, связи и акустике», Всероссийская научная конференция9«Практическая радиолокация», Муром, 2015; Международная конференция поводным ресурсам и окружающей среде (WRE2015), Пекин, Китай, 2015.ПубликацииПо теме диссертации опубликовано 16 работ, в числе которых 5 статей вреферируемых журналах (4 из списка, рекомендованного ВАК, 1 в зарубежномжурнале), 1 монография, созданная в соавторстве, 9 работ в трудахконференций, 1 патент.Личный вклад автораВсе результаты по теме диссертации получены лично автором или при егоактивном участии. Публикации по теме диссертации написаны в соавторстве.Автор проводила расчёты распространения импульса в модельных средах,принимала участие в экспедиционных работах, получении экспериментальныхрезультатов и их интерпретации, формулировании выводов и обобщений.Структура и объем диссертацииДиссертация состоит из введения, трех глав, заключения и спискалитературы.

Общий объем диссертации составляет 126 страниц. Диссертациясодержит 58 рисунков и 1 таблицу.Краткое содержание диссертацииВо введении дан краткий обзор затронутых в диссертации проблем,сформулированы цели исследования и определена его задача, обоснованаактуальность диссертационной работы, ее научная новизна и практическаязначимость. Там же представлен краткий обзор развития дистанционныхметодов зондирования как введение в круг решаемых задач.Основные результаты работы, составляющие основное содержаниедиссертации, представлены в трёх главах.В главе 1 представлены теоретическая модель сверхширокополосногоимпульсного радиосигнала в диэлектрической среде с дисперсией, но без учетапроводимости этой среды, и результаты качественного сопоставления этой10моделисэкспериментальнымираспространениямоноимпульснойматематическаяданными.электромагнитныхволнсверхширокополоснойпостановказадачиОписанодляразвитиеметодананосекунднойгеорадиолокации.исследованиятеорииОбсужденараспространенияограниченных по времени и неограниченных по спектру электромагнитныхимпульсных сигналов при соблюдении принципа причинности.

Представленырешениясистемыуравнений,описывающейпроцессраспространенияимпульса, включая описание движения фронта сигнала, в зависимости от видафункции диэлектрической проницаемости.Дана математическая постановка задачи с использованием уравненийМаксвелла в одномерном приближении, при падении сигнала из вакуума надиэлектрик при отсутствии сторонних токов.В области x  0 , t  0 ищется решение системы интегро-дифференциальныхуравненийE 1 H,x c t(1)H 1 D,x c t(2)D(t , x)  E (t , x)   f ( , x) E (t   , x)d ,(3)0с начальными условиямиE (t , x)  H (t , x)  0 при t  0 ,(4)и граничными условиямиEEc 2E0 при x  0 ,tx(5)и условием излучения при x   .11Функциядиэлектрическойпроницаемостипараметризованакоэффициентами действительной функции f(t). Предполагается, что падающаяволна имеет разрыв производной на фронте.Получены модели функции f(t) для моделей электронной поляризации,дипольной (ориентационной) поляризации и дипольной поляризации синерцией, часто встречающихся в природных и техногенных средах.ПриведенопреобразованиеЛапласаисходнойлинейнойсистемыуравнений, все функции которой обращаются в нуль до начала процесса иограничены по величине во время развития процесса.

Получено решение задачи(1-5). Получен явный вид функции V(t,x), описывающей поведение сигнала вдиэлектрике, когда форма сигнала в вакууме представляет собой ступенчатуюфункцию (функцию Хевисайда).Анализируется функция V(t,x) для рассмотренных моделей поляризации.Приведенырезультатычисленногомоделированияраспространенияэлектромагнитного сигнала в форме функции Хевисайда в однородномдиэлектрике. Результаты расчетов представлены в виде графиков функцииV(t,x) и графиков распространения сигнала с разным периодом падающейволны для различных моделей f(t).В заключение главы, с позиций изложенной теории, проанализированыэкспериментальные данные и по ним исследованы форма, поглощение искорость распространения импульса в реальных средах.Вглаве2представленатеоретическаямодельвзаимодействиясверхширокополосного импульсного сигнала с диэлектриком, имеющимпроводимость.Учтенапроводимостьвфункциидиэлектрическойпроницаемости, определены параметры диэлектрической проницаемости,описывающие уменьшение затухания с уменьшением частоты зондирующегоимпульса.

Проведены численные расчеты для сравнения квазистационарногоприближения, в котором работает метод становления поля электроразведки с12точнымирешениямидлявыбранныхпараметровдиэлектрическойпроницаемости.Получено общее выражение для функции диэлектрической проницаемостина основе уравнения движения заряженной частицы в электрическом поле сучетом затухания из-за столкновений. Оно включает все частные случаи,рассмотренные в главе 1.

При этом основное ограничение заключается в том,что учитывается только один тип заряженных частиц в формировании сигнала.Описаны частные случаи различных соотношений длительности сигнала иэффективной частоты соударений заряженных частиц.Рассмотрена параметризация диэлектрической проницаемости для случаяполяризации, учитывающей только проводимость, в том числе зависимостьудельного затухания от частоты сигнала при разных значениях проводимости.ГРис.1. Зависимость удельного затухания от частоты ω при(1) и,(2).Проведены сравнение численных расчетов функции V(t,x) с решениемуравнения теплопроводности, справедливого в условиях квазистационарности2E2E 0 2  2tx , для различных значений вещественной части диэлектрическойпроницаемости ε0 и проводимости σ.Показано, что до значений    /  0 высокие частоты затухают быстрее,чем низкие, а выше этой границы удельное затухание перестает зависеть от13частоты, стремясь к значению   /(2  0 ) (рис.

Характеристики

Список файлов диссертации