В начале
рассмотрим потенциальную точность метода радиолокационного
определения глубины.
Для определения
глубины залегания объекта под землей необходимо:
-
измерить
задержку прихода сигнала, отраженного от объекта,
-
знать скорость
распространения сигнала в среде.
Погрешность
измерения прихода импульса (s),
излученного георадаром и отраженного от объекта зависит от
полосы приемника DF
и регистрируемого соотношения сигнал/шум S/N = Ö2E/N.
s = 1/DF·
(S/N) (1)
где: Е -
энергия сигнала;
N/2 -
энергия шума в данной полосе.
Для n измерений
s(n) =
s(1/Ö
n) (2)
Для оценки
погрешности s
возьмем следующие реальные параметры:
-
DF = 0,500 гГц,
-
S/N = 100,
-
n = 9.
s(n) = 1/(0,5 · 100 · 3) = 7 · 10 -3 nS.
При такой погрешности
s(n) определения
временной задержки прихода отраженного импульса, точность
определения расстояния до объекта
DS в среде с
диэлектрической проницаемостью
e = 9 составит:
DS =
s(n) ·Öe
·C = 7·10 -3 · 3 · 30 = 0,27 см;
где: C - скорость света 30
см/nсек.
Увеличение количества измерений
позволяет улучшать точность определения глубины залегания
объекта. Аппаратурная частота дискретизации принимаемого
сигнала в модели "ЛОЗА" составляет 1 нсек. Однако,
интерполируя значения задержек отраженного сигнала по
совокупности волновых форм, можно сколь угодно близко
подойти к потенциально возможной точности фиксации момента
прихода отраженного сигнала.
Первая группа ошибок в измерениях
глубины объекта связана с неровностью поверхности грунта в
месте построения годографа. Размер неровностей не должен
превышать максимально допустимой погрешности измерения
глубины объекта.
Вторая группа ошибок связана с
возможным наклоном поверхности, на которой происходит
построение годографа. Неучтенный наклон поверхности приведет
к смещению оценки положения оси объекта на величину
DL = h ·
a(рад) и
повлечет за собой значительное смещение точки отражения
сигнала на цилиндрической поверхности. Глубина в этом случае
будет измеряться для другой части объекта.
Третья группа ошибок при измерении
местоположения и глубины залегания объекта, связана с
неоднородностью грунта в районе его залегания. Например,
если объект расположен в траншее, вырытой в глине, ближе к
одной из стенок, и засыпан песком (рис. 4). Диэлектрическая
проницаемость грунта (e1)
в непосредственной близости к трубе будет меньше чем у
ненарушенного грунта вне траншеи (e2
>e1). В этом
случае, кажущееся положение объекта сместится в сторону
грунта с большей диэлектрической проницаемостью. Смещение
кажущейся оси объекта относительно фактического положения,
как показали испытания, может достигать 50 - 60 см при
глубине 130 см и стандартной базе принятой для
профилирования (расстояние между приемной и передающей
антеннами - 124см).
Для коммунальных подземных
объектов реализоваться и другой случай, когда грунт в районе
объекта и над ним протаял. В этом случае диэлектрическая
проницаемость e1
грунта в окрестности объекта будет больше чем у не
оттаявшего грунта (e1
>e2). Кажущееся
положение оси объекта сместится в другую сторону.
|