Глубина проникновения электромагнитных волн определяется главным образом электрическим сопротивлением и диэлектрической проницаемостью грунта. Диэлектрическая проницаемость грунта влияет на скорость распространения и длину электромагнитных волн в среде. Для определения истинной глубины залегания границ раздела сред и объектов необходимо знать скорость распространения волны в соответствующей среде.

Электромагнитные волны отражаются от границ сред имеющих разные скорости распространения волн и соответственно разные диэлектрические проницаемости. Коэффициент отражения можно оценить по формуле:
 

r = (Öe₁ - Öe₂)/ (Öe₁ + Öe₂)

где: e₁ – диэлектрическая проницаемость первого слоя
       e₂ – диэлектрическая проницаемость второго слоя

Влажность и содержание минеральных солей ухудшают условия распространения электромагнитных волн и снижают максимальную глубину зондирования (см. табл. 1 и 2).
 

Табл. 1. Электрические характеристики почв и пород на частоте 100 МГц.

Исходя из потенциала георадара «ЛОЗА» - «Грот-7» (около 140 дб) и данных о затухания электромагнитного сигнала в разных средах (табл. 1), можно оценить возможную глубину зондирования (см. табл. 2).
 

Табл.2. Максимальная глубина зондирования в некоторых грунтах.

В условиях средней полосы России глубина зондирования может составлять 10 – 15 метров, это достаточно для решения задач геологического проектирования.

Электромагнитное профилирование.

Георадар позволяет обнаруживать методами импульсной радиолокации объекты и геологические границы, которые отличаются от фоновой среды по диэлектрической проницаемости и проводимости. Этими свойствами обладают почти все объекты, искусственного и природного происхождения в грунте:
 

• границы геологических слоев, границы между культурным (нарушенным) и материковым (ненарушенным) слоями,
• погребенные подземные сооружения (фундаменты, подвалы, ходы, захоронения),
• отдельные предметы, размеры которых превышают 5 - 10 см.

Глубина зондирования в зависимости от вида грунта может колебаться от единиц до десятков метров. Глубина зондирования во влажных глинистых грунтах - 5 -8 метров, в сухих песчаных грунтах глубина зондирования может достигать - 20 - 30 метров.Для изучения геологической структуры требуемого разреза по вертикали, георадар с приемо-передающими антеннами передвигается вдоль профиля. Шаг передвижения антенн по профилю выбирается в зависимости от необходимой подробности исследования объекта. При поиске мелких объектов (трубы, кабели и т.п.) шаг - 5-10 см, а при обследовании геологических объектов (например, песчаных карьеров) - 50 - 100 см. В процессе измерения необходимо фиксировать антенны георадара в каждой точке измерения на 1-2 секунды. Второй способ профилирования подходит для предварительного обследования больших районов. В этом случае, антенны передвигаются без установки на землю со скоростью 3-4 км в час (прогулочным шагом). Оператору необходимо поддерживать постоянное расстояние между антеннами и поверхностью земли (3-5 см). Однако, в местах, где поверхность неровная, запись принятых сигналов может быть не очень четкая. В этом случае измерения можно проводить, размещая антенны на пластиковом щите.Результаты зондирования выводятся на ЖКИ экран в виде геологического профиля фиксирующего отражения от границ раздела сред в зависимости времени задержки прихода сигнала. Профиль состоит из отдельных кадров отражений полученных в каждой точке измерений. Пример результатов профилирования приведен на рис. 1. Время пробега электромагнитной волны зависит от глубины залегания отражающей поверхности и скорости распространения волны в грунте.

Рис. 1. Электромагнитное профилирование

При проведении измерений над уложенными трубами либо подобными объектами, полученные результаты существенно изменяются в зависимости от угла между направлением движения антенн и положением труб в земле. Наиболее эффективный метод обследования «протяженных линейных объектов» (труб, кабелей, фундаментов, погребенных траншей и т. п.) – следующий:
 

• георадарные сечения перпендикулярны обследуемым трубам, траншеям и т.д.
• антенны расположены параллельно обследуемым объектам (трубам, траншеям и т.д.)

Электромагнитное зондирование.

 Метод зондирования позволяет определить с помощью георадара скорость распространения электромагнитной волны в среде и соответственно глубину залегания отражающей поверхности или объекта. Для проведения зондирования передающую и приемную антенны разъединяют и размещают параллельно на расстоянии 30 см друг от друга. В процессе зондирования антенны разносят с шагом 5-10 см на расстояние 5-10 метров. На рис.5 приведен годограф, полученный с применением данной методики измерений.
Скорость распространения электромагнитной волны в среде с постоянной диэлектрической проницаемостью можно определить из формулы:
, где; S - расстояние между антеннами,
d - глубина залегания отражающего слоя,
- скорость распространения электромагнитной волны в грунте.

Таким образом, можно определить скорость распространения волны для каждого слоя, у которого зафиксировано отражение от нижней границы.

Рис. 2. Годограф.