Một trong những yếu tố hạn chế độ sâu của tín hiệu GPR thâm nhập vào mặt đất là nhiễu nền ngẫu nhiên từ các thiết bị phát tần số vô tuyến khác, chẳng hạn như đài phát thanh và đài truyền hình, tháp điện thoại di động và liên lạc vô tuyến trong khu vực khảo sát. “Độ xuyên sâu” cho GPR được định nghĩa là độ sâu tại đó các vật liệu nền làm giảm tín hiệu GPR xuống cùng mức với nhiễu nền, tại thời điểm đó chúng không còn có thể được phân biệt tầng nhiễu nữa (Hình 1, bên trái ). Điều này có nghĩa là, nếu tầng nhiễu nền ngẫu nhiên có thể được giảm xuống, nhiều tín hiệu GPR sâu hơn ẩn trong nhiễu có thể được phát hiện (Hình 1, bên phải).
 |
 |
| Hình 1 Bên trái – “Độ xuyên sâu” là độ sâu mà tín hiệu GPR suy giảm xuống mức nhiễu nền. Phải – Xếp chồng các trace GPR làm tăng độ xuyên sâu bằng cách hạ thấp tầng nhiễu để các tín hiệu GPR sâu hơn, yếu hơn có thể phát hiện được. |
|
Tầng nhiễu có thể được giảm bớt bằng cách xếp chồng các trace dữ liệu GPR. Nói cách khác, tại mỗi điểm thu thập trên mặt đất, nhiều trace GPR được thu thập. Các trace đó sau đó được tính trung bình, và trace trung bình được lưu lại. Trace trung bình có ít nhiễu hơn, làm tăng tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu và do đó, tăng độ sâu khảo sát (Hình 2).
Kể từ đầu những năm 1980, các hệ thống GPR của Sensors & Software đã có khả năng xếp chồng các dấu vết dữ liệu lên đến 2048 lần; nhà điều hành đặt số lượng xếp chồng mong muốn và di chuyển các ăng-ten sau khi trace GPR được xếp chồng lên nhau, tính trung bình và lưu.
Hình 2
Xếp chồng trace nhiều lần và lưu trace trung bình làm giảm lượng nhiễu (hiển thị dưới dạng tín hiệu màu đỏ) trong trace trung bình. Bạn càng xếp chồng nhiều trace GPR, nhiễu càng thấp, tín hiệu GPR càng tốt và độ sâu thâm nhập càng sâu.
Thách thức đối với người dùng là tối ưu hóa số lượng ngăn xếp với tốc độ mà hệ thống GPR đang di chuyển. Quá ít xếp chồng làm giảm khả năng thâm nhập sâu hơn và quá nhiều xếp chồng làm giảm tốc độ khảo sát, buộc người dùng phải xác định khoảng thời gian xếp chồng tối ưu. Thực hiện phương châm biến phức tạp thành đơn giản, vào năm 2005, chúng tôi đã giới thiệu công nghệ Chất lượng Động “Dynamic Quality”, hay DynaQ®, để loại bỏ yêu cầu khách hàng phải tự chọn số lượng xếp chồng bằng cách xác định xếp chồng tối ưu một cách linh hoạt và tự động.
Hầu hết các bạn đều biết DynaQ® là thanh cuộn màu bên dưới hình ảnh dữ liệu GPR của bạn, theo dõi khi bạn thu thập dữ liệu GPR (Hình 3), nhưng thanh cuộn màu đơn giản đó có một số công nghệ mạnh mẽ đằng sau nó giúp giảm nhiễu ngẫu nhiên, tăng chất lượng dữ liệu và làm tăng độ sâu khảo sát.
Hình 3
Thanh DynaQ®, được thấy trên tất cả các sản phẩm GPR của Sensors & Software có bánh xe tích hợp encoder đo khoảng cách, cuộn ra dưới hình ảnh GPR khi dòng GPR được thu thập. Màu sắc là một chỉ báo về số lượng xếp chồng.
Với DynaQ®, hệ thống GPR xếp chồng liên tục cho đến khi đồng hồ đo khoảng cách chỉ ra rằng hệ thống đã di chuyển một kích thước bước và hệ thống cần bắt đầu thu thập một trace mới. Ở tốc độ chậm hơn, hệ thống xếp chồng nhiều lần hơn giữa các lần kích hoạt đồng hồ đo khoảng cách so với tốc độ cao hơn, nhưng nó luôn thu thập số lượng xếp chồng tối đa có thể (Hình 4).
Hình 4a
Hình 4b
Hình 4c
Hình 4d
Với DynaQ®, trace được thu thập liên tục trên khoảng cách Kích thước bước (5 cm đối với Noggin 250 được hiển thị). Khi hệ thống GPR di chuyển nhanh (4a và 4b), ít trace hơn được thu thập ở mỗi kích thước bước (trong ví dụ này, 1 trace trong 4a và 2 trace trong 4b). Các trace trong mỗi kích thước bước được tính trung bình (xếp chồng lên nhau) và trace trung bình được lưu lại. Khi hệ thống GPR di chuyển chậm hơn (4c và 4d), nhiều trace hơn có thể được thu thập và tính trung bình. Các trace có số lượng xếp chồng cao hơn (4c và 4d) tạo ra các trace đã lưu với ít nhiễu hơn (tín hiệu màu đỏ). Tất cả các ví dụ này đều cho thấy số lượng xếp chồng tương đối thấp. Hệ thống GPR của Sensors & Software có thể thu thập tới 2048 hoặc thậm chí 65.536 xếp chồng, những con số khó có thể miêu tả bằng hình ảnh minh họa đơn giản.
Do đó, nếu bạn đang cố gắng để nhìn đủ sâu, hãy nhớ rằng một chiến lược đơn giản là làm chậm lại và để DynaQ® thực hiện công việc của nó; xếp chồng trace dữ liệu nhiều lần hơn, giảm tầng nhiễu và tăng độ sâu thâm nhập.
DynaQ® là tiêu chuẩn cho tất cả các hệ thống GPR của chúng tôi sử dụng encoder đo khoảng cách – pulseEKKO®, NOGGIN®, CONQUEST®, FINDAR® và LMX®.
Với việc giới thiệu NOGGIN® Ultra 100 có khả năng xếp chồng lên đến 65.536 lần, chúng tôi đã nâng cao hơn nữa chức năng DynaQ® để tận dụng khả năng xếp chồng bổ sung này. Các màu DynaQ® mới – tím, xanh lục nhạt và xanh lá cây đậm – lần lượt thể hiện các xếp chồng vượt quá 511, 2049 và 8192, cho bạn khả năng hiển thị khi bạn đang đạt đến mức xếp chồng Cực cao.
DynaQ® là một trong nhiều tính năng độc đáo của các sản phẩm Sensors & Software giúp bạn đạt được chất lượng dữ liệu tốt nhất mà không cần phải lo lắng về các cài đặt phức tạp trong quá trình thu thập dữ liệu.
Nguồn: https://www.sensoft.ca/blog/tips-noise-stacking-and-dynaq/