Диссертация (1103043), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Тем не менее, ранее не было дано дажеприближенных (модельных) оценок возможного влияния формирующейсядисперсии на свойства электромагнитных импульсов. Поэтому актуальнойявляетсяпроблемаучетадисперсииреальныхсредвзадачахсверхширокополосной импульсной георадиолокации с целью повышения ееточности и информативности.Работы по учёту коэффициента диэлектрической проницаемости реальныхсред, обладающих частотной дисперсией на процессы отражения и рассеяниясверхширокополосных импульсных сигналов проводились вИнститутенефтегазовой геологии и геофизики имени А.А.
Трофимука СО РАН [9]применительно к слоистой среде нефтегазового коллектора. При этом механизмформированиядиэлектрическойпроницаемостисредыподдействиемимпульсного источника не рассматривался, что по-прежнему остаётсяактуальной задачей для сверхширокополосной георадиолокации.Стоит отметить, что использование сверхширокополосных импульсовдостаточно перспективно, так как технически такой импульс легче возбуждать,при этом амплитуда сверхширокополосного импульса может в 10-1000 раз6превышать достигаемые на практике амплитуды квазимонохроматическихсигналов [10].Цели и задачи диссертационной работыОсновными целями диссертационной работы являются исследованиесвойствэволюциидиспергирующихзондирующегосредахсверхширокополосногодляразличныхимпульсаприближенныхвмоделейдиэлектрической поляризации этих сред, получение первых обоснованийважности учета этой дисперсии на основе качественного сопоставлениярезультатов моделирования с экспериментом, оценка эффективности методасверхширокополоснойимпульснойгеорадиолокациинаконкретныхэкспериментальных данных.Для достижения этих целей ставились следующие задачи:1.
На основе моделирования оценить изменения амплитуды и формысверхширокополосного импульсного сигнала в идеальном диэлектрике для трехраспространенныхвприродевидовдиэлектрическойполяризации(электронной, дипольной (ориентационной) и дипольной с инерцией) и вдиэлектрике с учетом проводимости.2.Выполнитьэкспериментальнымицелесообразностикачественноеданнымиучетадлядисперсиисопоставлениеполучениявэтихпервыхзадачахоценокрезультатовсосверхширокополоснойимпульсной георадиолокации.3.Оценитьвозможностииспользованиясовременныхимпульсныхгеорадаров для анализа реальных сред в различных гидрогеологическихусловиях на основе сопоставления данных георадаров с данными, полученнымидругими методами.Научная новизнаОсновные результаты диссертации получены впервые. К ним относятся:1.Полученыточныерешениязадачираспространениясверхширокополосного импульсного сигнала в однородном диэлектрике в7одномерном приближении для трех распространенных в природе моделейдиэлектрической проницаемости.
Они представлены в виде интегралов отпараметров среды и начальных характеристик сигнала, которые решалисьчисленно.2.Наосновеэтихрешенийикачественногосопоставлениясэкспериментальными данными даны первые оценки важности учета дисперсиив задачах сверхширокополосной импульсной радиолокации для конкретныхприродных сред.3.
Экспериментально показана возможность применения импульснойгеорадиолокации до глубин 100 и более метров, в том числе на основесравнениярезультатовдистанционныхметодовэлектроразведки,сейсморазведки и импульсной георадиолокации на одних и тех же объектах,как в условиях полупустынных сухих грунтов, так и вечной мерзлоты.3. 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 сопоставлениярезультатов 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.82. Выявлены особенности вклада проводимости в характеристикизондирующего сверхширокополосного импульса в средах с дисперсией и данокачественное подтверждение существования этих особенностей.3.Показанырадиозондированиявозможностидоглубин100импульсногоиболееподповерхностногометроввразличныхгидрогеологических 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 работыПолученные 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 методика9интерпретации 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 конференция«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 диссертации10Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и спискалитературы.
Общий объем диссертации составляет 126 страниц. Диссертациясодержит 58 рисунков и 1 таблицу.Основные результаты работы, составляющие содержание диссертации,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 этоймоделисэкспериментальнымираспространенияданными.электромагнитныхмоноимпульснойволндлясверхширокополоснойматематическаяпостановказадачиОписаноразвитиеметодананосекунднойгеорадиолокации.исследованиятеорииОбсужденараспространенияограниченных по времени и неограниченных по спектру электромагнитныхимпульсных сигналов при соблюдении принципа причинности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
