رادار نافذ در زمین GPR

[SSADEGHS 3,041]

[center][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10243/normal_323536_wXc6TC1V.jpg[/img][/center]
[center][color=#ff0000]نخست درود بر همه شما دوستان عزیزخدمت شما باید عرض کنم اصل این مقاله را برادر مهدی { الکتروآفسر } در اختیار من قرار دادند و ان شا الله زحمت انتقا عکسها را نیز ایشان متقبل می شوند که همین جا از ایشان قدر دانی می کنم مطلب دوم اما تبریک تولد دوست دیگرمان آقا نریمان {بتل مستر } می باشد ان شا الله همواره کامیاب باشی برادر [/color][/center]

[b]رادار نافذ در زمین { Ground Penetrating Radar }[/b][b] [/b]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/LINE21.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_LINE21.jpg[/img][/url][/center]

[center][b][url="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/LINE21.jpg"][color=#000000]یک رادیو گرام تهیه شده از رادار نافذ زمین در یک قبرستان قدیمی در آلاباما آمریکا بازتابهای هذلولی مانند نشان د[/color][/url][/b][b][url="http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/9c/LINE21.jpg"][color=#000000]هنده وجود بازتاب دهنده های دفن شده زیر زمین است که احتمالا [/color][/url][color=#000000]جسد می باشد[/color][/b][/center]

رادار نافذ زمین به نوعی روش ژئوفیزیکی گفته می شود که از پالس های راداری { معادل فارسی پالس = تپش .م.} برای به دست آوردن تصویری از سطح زیرین زمین بهره می برد هم چنین این روش از انواع روش های آزمون غیرمخرب می باشد .{ روشهای آزمون غیر مخرب به مجموعه‌ای از روش‌های ارزیابی و تعیین خواص دستگاه‌ها و قطعات گفته می‌شود که هیچ‌گونه آسیب یا تغییری در سامانه ایجاد نمی کنند .م. }
در روش رادار نافذ زمین با بهره بری از تابش الکترومغناطیس در طیف مایکروویو { فرکانس های UHF/VHF} می توان سیگنالهای بازتاب شده ناشی از برخورد با سطوح زیرین زمین را دریافت کرد . { امواج مایکروویو = ریزموج ها .م. }

رادار نافذ زمین را می توان در انواع واسطه ها از جمله سنگ ، خاک ، یخ ، آب ، سنگ فرشهای خیابان و ساختمانها به کار برد بدین سان می توان اشیا مختلف را درون واسطه شناسایی کرد ، از تغیرات آن مطلع شد و حفره ها و شکافها را بررسی کرد . این رادار به طور معمول از امواج رادیویی با بسامد بالا { بسامد = فرکانس .م.} که معمولا به صورت قطبی در آمده اند بهره می برد و آنها را به درون زمین پراکنده می کند . زمانی که موج به شی دفن شده و یا به مرزی با ثابت دی الکتریک متفاوت می رسد آنتن گیرنده تغییرات موجود در سیگنالهای بازتاب شده را ثبت می کند . در مقام قیاس با روش لرزه نگاری بازتاب ، اصول به کار رفته جز یک مورد همانند یکدیگر می باشند : در روش رادار نافذ زمین به جای بهره بری از انرژی صوتی از انرژی الکترومغناطیسی بهره می برد نتیجه آن که بازتاب ها در مرز به جای نشان دادن مقاومت متناوب صوتی به همراه ثابت دی الکتریک متفاوت ظاهر می شوند.

محدوده عمق رادار نافذ زمین توسط میزان رسانایی الکتریکی زمین ، بسامد مرکزی پراکنده شده و قدرت تابش محدود می شود به طوری که با افزایش رسانایی ، محدوده عمق کاهش می یابد این رویداد به این دلیل رخ می دهد که انرژی الکترومغناطیسی در گرما سریع تر از بین می رود که نتیجه تضعیف سیگنال رسانی در عمق می باشد . نکته ارزشمند دیگر این است که بسامدهای بلندتر نمی توانند به اندازه بسامدهای کوتاه تر در عمق نفوذ کنند پس دلیل بهره بری از آنها چیست ؟ پاسخ ساده است بسامد بلندتر تفکیک پذیری بهتری ارائه می دهد .
بهترین عمق نفوذ ممکن در واسطه یخ بدست می آید که می توان تا عمق چند صد متری پیش رفت البته در واسطه های دیگری چون زمین های شنی خشک و یا سایر مواد خشک چون گرانیت ، سنگ آهک و بتن نیز می توان به عمق مناسب 15 متری دست یافت . در خاک های مرطوب و یا پر از رس به دلیل رسانایی بالای الکتریکی نفوذ به زحمت به چند سانتی متر می رسد .
آنتن های گیرنده رادار به طور کلی در تماس با زمین قرار دارند تا با بیشترین قدرت ممکن سیگنالها را دریافت کنند البته رادار های نافذ زمین هواپرتاب می توانند آنتن گیرنده ای بالای سطح زمین داشته باشند . به منظور ارزیابی و اندازه گیری ذخایر آب زیر زمینی نوع خاصی از این رادار . طراحی شده است. این رادار که در محدوده علم هیدروژئوفیزیک فعالیت می کند رادار نافذ زمین با مته متقاطع نام دارد .

[b]کاربرد [/b]
[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/HUSKY_460x306px.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_HUSKY_460x306px.jpg[/img][/url][/center]
[center][b][size=4]HUSKY Mark 3 خودروی پاکسازی استرالیایی مجهز به سیستم رادار نافذ زمین [/size][/b]
[b] [/b][/center]
[right]
رادار نافذ زمین در زمینه های گوناگون دارای کاربرد می باشد برای مثال در علوم زمین از آن برای مطالعه سنگهای بستر ، خاک ، آبهای زیرزمینی و یخ استفاده می شود . هم چنین در صنایع اکتشافی از این رادارها برای استخراج قطعات طلا و الماس در بسترشنهای رسوبی استفاده می شود برای این منظور رادار به دنبال شکافهای طبیعی موجود در بستر جریانهای مدفون که امکان متراکم بودن ذرات سنگین تر در آنها بیشتر است می گردد .
کاربردهای مهندسی این رادار شامل کاربرد آن به عنوان نوعی روش آزمون غیر مخرب در ساختمانها و کف پوشهای خیابانها ، جانمایی اشیا مدفون و خطوط تاسیسات چون خطوط آب و برق و صد البته مطالعه خاک و سنگ های بستر می شود .
در فعالیتهای بازسازی محیطی از این رادارها برای تعیین محل های دفن زباله ، گازهای آلوده کننده و دیگر مناطق استفاده می شود در حالی که در دانش باستان شناسی از این رادارها برای نقشه نگاری محل موجودات مدفون و قبرستانها بهره گرفته می شود. در زمینه اجرای قانون نیز از این رادار ها به منظور یافتن گورهای مخفی و مدارک مدفون شده بهره می برند و صد البته در زمینه علوم نظامی از این رادار ها برای کشف مین ، مهمات عمل نکرده و تونل ها بهره برده می شود .
پیش از سال 1987 مخازن فرانک لی در بیرمنگام انگلستان در هر ثانیه 540 لیتر آب شرب نشتی داشت ولی در این سال با به کارگیری این رادار با موفقیت توانستند محل های نشتی را بیابند . رادارهای مته ای از رادارنافذ زمین بهره می برند تا از ساختارهای موجود در اعمال معدن کاوی نقشه برداری کنند رادارهای مته ای هدایت شونده نوین توانایی ایجاد تصاویر سه بعدی از اندازه گیری های یک سوراخ ابجاده شده توسط مته را دارند .
یکی دیگر از کاربردهای عمده این رادارها تعیین محل تاسیسات زیر زمینی است . از زمانی که این رادار ها توانستند با تهیه تصاویر سه بعدی خطوط آب ، فاضلاب و ... را نمایان کنند به این فناوری ، ابزار اجتناب از لوله تاسیساتی نیز اطلاق می شود .
رادار نافذ زمین اغلب در برنامه تایم تیم در شبکه 4 تلویزیون بریتانیا نیز دیده می شود و با استفاده از آن سعی در تعیین محل مناسب جهت آزمایش های حفاری دارند . در سال 1992 از این رادار جهت یافتن 150000 پوند پول نقدی که به عنوان باج به آدم ربا ، مایکل سمز ، در ازای آزادی مشاور املاک ربوده شده پرداخت شده بود و او آن را در زمین دفن کرده بود استفاده شد .[/right]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/ground-penetrating-radar.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_ground-penetrating-radar.jpg[/img][/url][/center]
[center][b]یانکیها در حال کار با رادار نافذ زمین ![/b][/center]

[right]
[b]باستان شناسی [/b][/right]
[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/Radarsurvey.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_Radarsurvey.jpg[/img][/url][/center]
[center][b]عملیات با رادار نافذ زمین در اردن طی یک فرآیند اکتشاف تاریخی [/b][/center]

[right]پیشتر از کاربرد این رادارها در زمینه باستان شناسی گفته شد . این فناوری می تواند نقشه هایی از صنایع دستی مدفون شده ، موجودات مدفون و الگوهای باستان شناسی ارائه دهد. برای اغلب افراد کارکرد این رادار واضح است : سیگنال رادار به سمت زمین هدایت شده ، به اشیا زیر زمین برخورد کرده ، لایه بندی باعث بازتابش امواج رادار شده که توسط یک گیرنده دریافت می شوند . زمانی که طول می کشد تا امواج بازگردند نشان دهنده عمق است . اطلاعات به دست آمده ممکن است به شکل مقطع عرضی رسم شوند یا به شکل نقشه هایی که اعماق احاطه شده مشخصی را نشان می دهند یا به شکل طرح های سه بعدی نشان داده شوند.
در شرایط مطلوب رادار نافذ زمین می تواند ابزاری کارآمد باشد . در این روش همانند سایر روشهای ژئوفیزیکی دیگری که در باستان شناسی به کار گرفته می شود می توان بدون ایجاد هرگونه آسیبی به هدف مورد نظر از آن نقشه تهیه کرد { جز روش گودبرداری} اما روش رادار نافذ زمین از دو نظر در باستان شناسی نمونه است : توانایی کشف اشیا کوچک در کاوشهای عمیق ، توانایی تمیز دادن عمق منابع غیر عادی . اما عنصر نامطلوب این فناوری محدودیت آن بسته به شرایط نامناسب محیطی می باشد به جز مواردی که پیشتر بیان شد رسوبات ناهمگن باعث پراکندگی سیگنالهای رادار شده وباعث تضعیف این سیگنالها به دلیل افزایش نویزهای خارجی می شوند .

[b]عکس برداری سه بعدی [/b][/right]
[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/Calvary_line_23.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_Calvary_line_23.jpg[/img][/url][/center]
[center][b][size=4]در این تصویر می توان یک خط حاوی اطلاعات را دید که در ارتفاع 1 تا 2.5 متری از سطح خاک در یک غار فراهم شده [/size][/b][/center]

[right]خطوط منحصر به فرد این رادار تصاویر مقطعی از سطوح زیرین زمین به دست می دهد ، خطوط چندگانه اطلاعات به صورت نظام یافته در یک محدوده گردآوری شده و برای تهیه تصاویر سه بعدی یا مکان نگاری استفاده می شوند . اطلاعات ممکن است به شکل بلوک های سه بعدی یا به صورت برشهای عمودی و یا افقی ارائه شوند . برش های افقی که اغلب با نامهای برش عمق یا برش زمان نیز یاد می شوند نقشی ضروری برای نشان دادن اعماق احاطه شده مشخص دارند . برش برداری زمانی ، به رویه استاندارد در کارکردهای باستان شناسی بدل شده چرا که الگوهای افقی اغلب ارزشمندترین نمایشگر فعالیت های تمدن ها است.

[b]محدودیت ها [/b][/right]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/figure1_pit_house.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_figure1_pit_house.jpg[/img][/url]
[b]یک نمونه تفسیر رادیو گرافی[/b][/center]

[right]همان طور که پیشتر هم اشاره شد اصلی ترین محدودیت رادار نافذ زمین ، مواد با رسانایی الکتریکی بالا هم چون خاک های رسی و یا خاکهای آلوده به نمک هستند هم چنین خاکهای سنگلاخی باعث پراکندگی سیگنالها و تضعیف عملکرد رادار می شود . اما این فناوری ضعف های دیگری نیز دارد :
تفسیر رادیوگرافی در این روش برای یک تازه کار ملموس نیست
برای انجام طراحی ، مدیریت و تفسیر اثربخش این رادار به شکل قابل ملاحظه ای نیاز به تخصص ضروری می نماید.
در مطالعات میدانی گسترده مصرف انرژی بالای این رادار ها هزینه گزافی را ایجاد می کنند .
البته پیشرفتهای سخت افزاری اخیر نقش به سزایی در بهبود این نواقص ایفا کرده اند و در آینده نزدیک شاهد بهسازی های بیشتری نیز خواهیم بود .

[b]مقررات نیرو[/b]
[b] [/b]
در سال 2005 مرکز استانداردهای ارتباطات اروپا قانونی وضع کرد که کاربران و تجهیزات رادار های نافذ زمین را ملزم به کنترل تشعشعات الکترومغناطیسی مازاد کرد . هم چنین انجمن رادارهای نافذ زمین اروپا با هدف نشان دادن و حفاظت از کارکرد مشروع رادار نافذ زمین در اروپا شکل گرفت .

[b]فناوری های مشابه [/b]
[b] [/b]

رادار نافذ زمین از فناوری های گوناگونی برای ایجاد سیگنال بهره می برد من جمله : تپیدن { ایمپالس} ، بسامد پلکانی ، بسامد- موج دنباله دار مدوله شده {FMCW} و نویز . در سال 2009 سامانه های موجود از فناوری پردازش دیجیتالی سیگنال {DSP} نیز بهره می بردند که امکان پردازش اطلاعات در حین عمل نقشه برداری را به کاربر می دهد و کاربر را از پردازش آفلاین اطلاعات بی نیاز می کند .
نوع خاصی از رادارهای نافذ زمین از سیگنالهای موج دنباله دار غیر مدوله شده بهره می برد این نوع خاص ، که نوعی رادار با توانایی تهیه تصاویر هولوگرافیک از سطوح زیرین زمین می باشد با انواع دیگر رادار نافذ زمین متفاوت است . این رادار توانایی تهیه تصاویر هولوگرافیک از سطوح زیرین زمین را دارا می باشد اما توانایی نفوذ به عمق این نوع رادار تنها 20 تا 30 سانتی متر است اما با این وجود توانایی تفکیک دهی خارجی رادار به حدی است که می تواند زمینهای مین گذاری شده را درخاک تمیز دهد . هم چنین توانایی شناسایی حفرات ، عیوب زمین ، دستگاه های حشره یاب و هرشی مخفی در دیوار و عناصر ساختمانی را دارا می باشد .
از رادار نافذ زمین در ماشینهای مراقبت جاده ای و در عملیات شناسایی زمینهای مین استفاده می شود .
رادار نافذ تاسیسات {PPR} از دیگر کاربردهای این رادارها است . سیگنالها به لوله و دیواره های آن برخورد کرده و ضحامت نقاط مختلف لوله بدین سان بررسی می شود .
رادارهای نافذدیوار {WPR} نیز می توانند سیگنالهای خود را از دیوار ها عبور دهند و همانند یک حسگر حرکتی به پلیس یاری می رساند .
اخیرا پروژه ای به نام پروژه مین یاب در جریان است که تلاش دارد سامانه ای به منظور تعیین زمین های مین گذاری شده با استفاده از باند فوق وسیع رادارهای دهانه ترکیبی که روی یک بلیمپ { نوعی کشتی هوایی که بر خلاف زپلین ها ساختار اسکلت بندی ندارند .م.} نصب شده را طراحی کند .[/right]
[center]
[color=#0000cd]ویدئوی مربوطه[/color][/center]

[center][url="http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/28GPR29_Technology_Explained.jpg"][img]http://gallery.military.ir/albums/userpics/10093/normal_28GPR29_Technology_Explained.jpg[/img][/url][/center]

[center][url="http://www.mediafire.com/watch/75vgsrawuam081e/Ground_Penetrating_Radar_(GPR)_Technology_Explained.mp4"][b]دانلود[/b][/url][/center]


[center][color=#ff0000]منبع : [/color][url="http://en.wikipedia.org/wiki/Ground-penetrating_radar"][color=#ff0000]http://en.wikipedia.org/wiki/Ground-penetrating_radar[/color][/url][/center]
[center][color=#ff0000]بهره بری از این نگاشته با ذکر عبارت WWWW.MILITARY.IR برای همگانه آزاد است[/color][/center] ویرایش شده در مهر 92 توسط Electro_officer
انتقال تصاویر به گالری

[Electro_officer 13,797]

متشکر.
فکر میکنم تو این نوع رادارها از باند X استفاده میشه چون هرچند سریع تضعیف میشن اما رزولوشن بهتری دارند...
تونل‌های زیرزمینی فلسطینی‌ها رو هم با همین سیستم کشف می‌کنند... ارتش سوریه الان به یه همچین چیزی نیاز داره!

[SSADEGHS 3,041]

[quote name='Electro_officer' timestamp='1380260179' post='341311']
متشکر.
فکر میکنم تو این نوع رادارها از باند X استفاده میشه چون هرچند سریع تضعیف میشن اما رزولوشن بهتری دارند...
تونل‌های زیرزمینی فلسطینی‌ها رو هم با همین سیستم کشف می‌کنند... ارتش سوریه الان به یه همچین چیزی نیاز داره!
[/quote]
خواهش می کنم برادر شما خودت زحمت معرفی اش را کشیدی
بله دقیقا . در کل از این فناوری و مشابه آن هم چون رادارهایی که از موج های پیوسته ، تپان ، تک قطبی شده ، دو قطبی شده و... بهره می برند در باندهای X و C بهره می برند
یک رفرنس عالی و فوق العاده جامع هم دربارشون پیدا کردم که برات پی ام می کنم ویرایش شده در مهر 92 توسط ssadeghs