Автореферат (1103042), страница 3
Текст из файла (страница 3)
1). Таким образом,высокочастотные сигналы затухают по закону exp( x) , почти не меняя своейформы. В области низких частот затухание зависит от частоты и при ееснижении может быть сколь угодно малым.Рис.2. Распространение сигналов с периодами падающей волны T=4(слева) и T=40 (справа) при ε˳= 4, σ = 0.25. Логарифмическая шкалаПроизведенапараметризациядиэлектрическойпроницаемостидляполяризации, учитывающей проводимость и инерцию частиц, и показанырезультаты численного моделирования зависимости затухания и формысигнала от длительности импульса и проводимости.
Например, представленныена рис. 2 результаты численного моделирования для диэлектрика с учетомпроводимости служат иллюстрацией того, как сигнал, распространяющийся сзатуханием, но без искажения формы при T 1 переходит в типичнуюкартину затухания в скин-слое проводника при T 1.14Приведены примеры экспериментальных работ, полученные в средах сразличной проводимостью, рассмотрена дисперсия сигналов в реальных средах,проанализировано изменение характеристик сигнала при распространении всреде, которая также претерпевает изменения в результате налагаемого на неёпри зондировании внешнего электромагнитного поля.В конце главы предложены рекомендации для увеличения глубинызондированияиразрешающейспособностимоноимпульсногогеорадиолокатора.В главе 3 приведены конструктивные особенности моноимпульсныхсверхширокополосных георадаров, и изложены полученные с их помощьюрезультаты экспериментов.
Дано сопоставление результатов георадарногозондирования с результатами зондирования другими геофизическими методамитех же объектов и описаны области эффективного применения георадарногозондирования.Описаны георадиолокаторы «ГРОТ», использующие мощные импульсныесигналы наносекундной длительности и оцифровку принимаемого отраженногосигнала во всем диапазоне частот без частотного и временного преобразованияв тракте приёма.Приведены основные технические характеристики георадаров модельногоряда «ГРОТ 12», перекрывающих диапазон рабочих частот от 1 до 1500 МГц, симпульсной мощностью более 1МВт, диапазоном временных задержек до32000 нс.Полученные экспериментальные результаты и результаты теоретическогомоделированиязадаютсверхширокополосныхнаправлениеимпульсныхсовершенствованиягеорадаров.Показанаконструкцииважностьиспользования импульсов с большой крутизной переднего фронта, чтоположено в основу конструкции передатчика.
Рассмотрены дополнительные15возможности конструкции георадаров, позволяющие, в процессе измеренийувеличивать рабочую крутизну фронта.Представленырезультатысравнениярезультатовгеорадарногозондирования с результатами сейсмоакустического зондирования и определенаобласть эффективного использования георадарного зондирования.Рис.3. Геоэлектрические модели по данным методов становления поля (а)и электротомографии (в) и волновая форма сигнала георадиолокации (б) водной и той же точке профиля съемки: 1- озерно-аллювиальные супеси; 2- лёд;3- суглинки; 4- горизонт с прослоями газогидратов; 5- морские засолённыесуглинки; 6- песок; 7- границы ММППредставлены результаты комплексирования георадиолокации с методамиэлектротомографии и становления поля при обследовании одного природногообъекта (гигантской воронки на полуострове Ямал), где было установлено, чтоданные, полученные различными методами, показывают хорошее соответствие16(рис 3).
При этом, метод георадиолокации позволил провести разделение слоёвразреза с различными электрофизическими параметрами до глубин 140-150метров и выделить зоны тектонических нарушений, показав, существеннолучшую разрешающую способность на всех глубинах.Описано применение метода георадиолокации на примере натурныхэкспериментовпообнаружениюиидентификациималоконтрастныхнеоднородностей, таких как трещины в массивах грунта.В заключении перечислены основные результаты диссертационнойработы и выводы.Основные результаты работы1.Полученыточныерешениязадачираспространениясверхширокополосного импульсного сигнала в однородном диэлектрике водномерном приближении для трех распространенных в природе моделейдиэлектрической проницаемости.
Они представлены в виде интегралов отпараметров среды и начальных характеристик сигнала, которые решалисьчисленно. Отличие этих решений от известных заключалось, во-первых, в учетеболее реалистичных видов диэлектрической проницаемости, для которых былиизвестны только асимптотики, во-вторых, в использовании преобразованийЛапласа, а не Фурье, чтобы учесть именно сверхширокополосный импульсныйсигнал.2.Наосновеэтихрешенийикачественногосопоставлениясэкспериментальными данными представлены первые оценки важности учетадисперсии в задачах сверхширокополосной импульсной радиолокации дляконкретных природных сред, включая качественное объяснение следующихэкспериментальных эффектов:17ослабление затухания сигнала при увеличении длительностиимпульса при проведении эксперимента в соляных шахтах с очень низкойпроводимостью;появление низкочастотных составляющих спектра сигнала прираспространении в средах с высокой проводимостью.3.Экспериментальнопоказанавозможностьприменениясверхширокополосной импульсной георадиолокации до глубин 100 и болееметров в том числе на основе сравнения результатов дистанционных методовэлектроразведки, сейсморазведки и импульсной георадиолокации на одних итех же объектах, как в условиях полупустынных сухих грунтов, так и вечноймерзлоты.4.
Предложены рекомендации по формированию зондирующего импульсав целях повышения разрешающей способности и глубины, которые полученына основе сопоставления результатов моделирования и экспериментальныхданных. Показано, что резкий передний фронт импульса обеспечиваетповышение информативности георадиолокационных данных и улучшает ихкачестводляисследованиямалоконтрастныхобъектов,аувеличениедлительности импульса способствует увеличению глубины зондирования.БлагодарностиАвтор выражает искреннюю благодарность всем соавторам и коллегам поИЗМИРАН и других организаций, с которыми представилась возможностьплодотворно работать, каждый из которых внес свой вклад в результатыпредставленной работы.Автор выражает особенную благодарность Е.А.
Руденчику, принявшемуучастие в этой работе.Библиография1. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М., Электродинамика сплошных сред, М., Наука,1982, стр.389182. Вайнштейн Л.А. Распространение импульсов // Успехи физ. наук, 1976,118, вып. 2, c. 339–3673. Бараш Ю.С., Гинзбург В.Л. О выражениях для плотности энергии ивыделяющегося тепла в электродинамике диспергирующей и поглощающейсреды. // Успехи физ. наук, 1976, 142, вып. 3, c. 523–5314. Эпов М.И., Миронов В.Л., Музалевский К.В.
Сверхширокополосноеэлектромагнитноезондированиенефтегазовогоколлектора,СОРАН,Новосибирск, 2011, с. 115, ISBN: 9785. Калинин А.В., Хмелевской В.К., Владов М.Л. и др. Современнаягеорадиолокация // Разведка и охрана недр, 2001, № 3, с. 2–66. Светов Б.С. Основы геоэлектрики. // М. Издательство ЛКИ, 2008, 656 с.7. Резников А.Е., Копейкин В.В., Морозов П.А., Щекотов А.Ю. Разработкааппаратуры,методовобработкиданныхдляэлектромагнитногоподповерхностного зондирования и опыт их применения/ Москва, РАН. Успехифизических наук, 2000, №58.
Резников А.Е., Копейкин В.В., О Ен Ден, Большаков Е.Ю., Кюн С.Е.,Волкомирская Л.Б.,Щекотов А.Ю.,Смирнов А.А.Сравнительныехарактеристики современных георадаров. – Сборник докладов Всероссийскойнаучной конференции «Сверхширокополосные сигналы в радиолокации, связии акустике». – Муром: 2003, с. 441-445.Публикации по теме диссертации:1.Волкомирская Л.Б., Гулевич О.А., Варенков В.В., Резников А.Е.,Сахтеров В.И. Современные георадары серии «ГРОТ» для экологическогомониторинга. Экологические системы и приборы, 2012, №5, с.
1-32.ВолкомирскаяЛ.Б.,ГулевичО.А.,РезниковА.Е.Результатыгеорадиолокационных исследований заброшенных подземных выработок иоценка последствий их деградации на примере угольных шахт Южного Уэльса19(Австралия) и Ростовской области (Россия) //Экологические системы иприборы, 2012, №5, с. 6-153.Volkomirskaya L.B., Gulevich O.A., Musalev D.N.
The potentialities ofground-penetrating radar in the engineering geology using the radars GROT-12 andGROT-12E Geophysical Research Abstracts Vol. 15, EGU2013-1669, 2013, EGUGeneral Assembly 20134.Волкомирская Л., Гулевич О., Руденчик Е., Георадиолокация всредах с дисперсией.
Зависимость амплитуды и формы импульса георадара отдисперсии среды, Из-во LAP (Lambert Academic Publishing) 2013. С. 81. ISBN978-3-659-35367-35.Волкомирская Л.Б., Гулевич О.А., Лиманский А.В., Резников А.Е.Метод пространственной локализации очагов горения углепородных отвалов(терриконов). //Экологические системы и приборы, 2014, №11, с. 40-55.6.Balabin R.V., Volkomirskaya L.B., Gulevich O.A., Krivosheev N.V.,Lyakhov G.A., Musalev D.N., Reznikov A.E., Safieva R.Z., Semyonov S.N.Georadar Sensing from Terrestrial Surface and Shafts: Approaches to Evaluation ofRock Fracturing .
// Physics of Wave Phenomena, 2015, Vol. 23, No. 2, pp. 143–1537.ресурсовВолкомирская Л.Б., Гулевич О.А. Исследование состояния водныхспомощьюдистанционногометодасверхширокополоснойгеорадиолокации. //Экологические системы и приборы, 2015, №6, с. 3-168.Волкомирская Л.Б., Гулевич О.А., Ермолаев А.И., Резников А.Е.,Сафиева Р.З. Перспективы выделения углеводородов и газогидратов пригеорадиолокационном обследовании и сохранение окружающей среды. ХМеждународная научная конференция «Информационные технологии в науке,технике и образовании», посвященная 80-летию со дня рождения первогокосмонавта планеты Ю.А.
Гагарина, 22 сентября - 4 октября 2014г., Пицунда,Абхазия, http://kubmntk.ru/news.html#news14209.Богоявленский В.И., Волкомирская Л.Б., Варенков В.В., ГулевичО.А., Резников А.Е., Сахтеров В.И.Исследование воронки на полуостровеЯмал 10 ноября 2014г георадарами ГРОТ 12 и ГРОТ 12н. Материалыконференции «Освоение Арктики – новый виток в развитии отечественнойнауки и инноваций», 3 – 6 декабря 2014г., город Салехард, ЯНАО.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
