Вопросы подповерхностной радиолокации, Коллективная монография, Гринёв А.Ю., 2005

Вопросы подповерхностной радиолокации, Коллективная монография, Гринёв А.Ю., 2005.

   Рассмотрены различные методы восстановления радиоизображений, обработки сигналов и изображений подповерхностной области и объектов, зондируемых сверхширокополосными (СШП) сигналами для их обнаружения и интерпретации, проводимые в интересах мониторинга и диагностики подземных коммуникаций, грунтов под строительные площадки, дорожных покрытий, локальных неоднородностей в грунте, мин, утечек из подземных хранилищ топлива, уровня грунтовых вод, а также при проведении геофизических, археологических исследований; рассмотрена специфика распространения СШП-сигналов в средах с ярко выраженным затуханием и дисперсией; описаны различные подходы к решению обратных задач подповерхностного зондирования, в том числе базирующихся на решении прямых задач рассеяния методом конечных разностей во временной области и процедуре минимизации на основе генетических алгоритмов; приведены различные организации программного обеспечения радаров подповерхностного зондирования (РПЗ) и методики их использования оператором; рассмотрены основные характеристики современных РПЗ, особенности построения радаров серий «ОКО», «ГЕРАД», «ДЕФЕКТОСКОП», «ГРОТ», «ДРЛ», а также результаты их применения для решения ряда научных и инженерно-физических задач.
Для научных сотрудников, аспирантов и инженеров, специализирующихся в области разработки и использования радаров подповерхностного зондирования (георадаров), а также для специалистов-практиков, преподавателей и студентов радиотехнических, радио- и геофизических специальностей вузов.




Повышение эффективности метода FDTD.
Для адаптации базового метода FDTD к различным специфичным условиям с момента его разработки было создано огромное число его разновидностей. Из-за того, что базовые элементы решетки имеют прямоугольную форму, изогнутые поверхности объектов описываются методом лестничной (ступенчатой) аппроксимации. Для многих конфигураций это не представляет проблем. Однако для адекватной аппроксимации конфигураций с острыми гранями может потребоваться очень малый размер сетки, что приводит к неэффективному решению задачи.

Зернистость сетки, в основном, определяется размерами наименьшей моделируемой детали, а полный объем сетки должен быть достаточно большим для описания целого объекта. Таким образом, большие объекты с регионами, содержащими мелкие детали со сложной геометрией, требуют больших и мелко зернистых сеток. Это основной недостаток метода FDTD. Он состоит в том, что для некоторых конфигураций объектов требуемый объем расчетного пространства выходит за рамки вычислительных возможностей.

ОГЛАВЛЕНИЕ.
Предисловие.
Глава 1. Электродинамическая формализация радиоголографических задач.
1.1. Регистрация радиоголограмм.
1.2. Реконструкция радиосцены.
1.3. Принцип избирательной реконструкции.
1.4. Радиоголография в пространственновременной области.
1.5. Пространственновременное представление электромагнитного поля короткоимпульсных сверхширокополосных антенн.
Глава 2. Обратные задачи подповерхностного зондирования.
2.1. Стратегия подповерхностного зондирования.
2.2. Метод вычислительной диагностики.
2.3. Решение прямой задачи рассеяния метолом конечных разностей во временной области (Finite-Difference Time-Domain Method -FDTD).
2.4. Генетический алгоритм минимизации целевой функции.
2.5. Решение обратных задач рассеяния с помощью метода вычислительной диагностики.
Глава 3. Моделирование работы георадара численными методами.
3.1. Сверхширокополосные радиосигналы и основы построения георадаров.
3.2. Основы метода подповерхностной радиолокации.
3.3. Численное моделирование распространения сверхширокополосного импульса в слоисто-неоднородных слабопоглощающих средах.
3.4. Формирование отраженного импульса.
3.5. Результаты численного моделирования работы георадара.
3.6. Расчет диаграммы направленности антенны на границе двух сред.
Глава 4. Алгоритмы обработки информации подповерхностного зондирования и их реализация в программном пакете "Geo-Data".
4.1. Алгоритмы инверсной цифровой фильтрации сигналов.
4.2. Синтез апертуры при подповерхностном зондировании.
4.3. Выделение огибающей, фазы и частоты отраженных сигналов.
4.4. Пространственная цифровая фильтрация.
4.5. Реализация алгоритмов обработки в программном пакете "Geo-Data”.
Глава 5. Импульсные радиолокаторы подповерхностного зондирования для диагностики строительных конструкций.
5.1. Структура, особенности построения и основные характеристики РЛПЗ.
5.2. Назначение и состав программного обеспечения РЛПТЗ.
5.3. Фронтальный метод интерпретации данных РЛПЗ.
5.4. Исследование эффективности методов цифровой обработки радиолокационных сигналов и изображений.
Глава 6. Формирование радиоизображения зондируемой подповерхностной радиосцены.
6.1. Пространственно-спектральный метод при решении голографических задач.
6.2. Пространственно-спектральный метод при решении томографических задач.
6.3. Восстановление радиоизображений пространственно-спектральным методом.
6.4. Метод дальностной миграции для восстановления трехмерных изображений.
6.5. Восстановление радиоизображений методом дальностной миграции.
Глава 7. Реконструкция геометрических и электрофизических характеристик среды в структурных задачах подповерхностного зондирования.
7.1. Формализация задачи вычислительной диагностики.
7.2. Пример решения обратной структурной задачи (плоскослоистая среда) на основе МВД-градиентный алгоритм [11-14].
7.3. Пример решения обратной структурной задачи (плоскослоистая среда) на основе МВД -генетический алгоритм.
7.4. Характеристики видеоимпульсного радара подповерхностного зондирования.
Глава 8. Использование подповерхностных радиолокаторов и других технических средств для операций по разминированию.
8.1. Различные физические методы обнаружения мин.
8.2. Воздушная разведка минных полей.
8.3. Комбинированные и роботизированные системы обнаружения мин.
8.4. Эксперименты по совместной обработке СВЧ-каналов и каналов металлодетектора.
8.5. Технический облик и основные характеристики перспективного радиолокационного миноискателя, предназначенного для проведения гуманитарных операций.
Глава 9. Программно-аппаратные средства для подповерхностного зондирования и вторичной обработки информации слоистых сред.
9.1. Алгоритмы определения глубин объектов в слоистых средах.
9.2. Программно-аппаратные средства подповерхностного зондирования.
9.3. Результаты экспериментального исследования верхнего слоя асфальтобетона (дорожного покрытия) при движении радара над поверхностью.
Глава 10. Развитие георадаров серии "Око".
10.1. Описание георадаров серии "Око".
10.2. Возможные применения георадаров "Око" [2].
Глава 11. Применения георадаров серии "Герад" для зондирования водоемов, инженерных коммуникаций и железнодорожных насыпей.
11.1. Описание георадаров серии “Герад".
11.2. Зондирование водоемов.
11.3. Зондирование насыпи железнодорожного полотна.
11.4. Применение георадаров серии "Герад" в археологии.
Глава 12. Основные особенности конструкции георадаров "Грот-10" и "Грот-11", опыт эксплуатации и обработки данных.
12.1. Конструктивные особенности современных георадаров и отличительные особенности георадаров серии "Грот”.
12.2. Численное моделирование распространения зондирующего импульса в поглощающей среде и интерпретация георадарных данных.
12.3. Исследование Образцовского участка Хотынецкого месторождения цеолитосодержащих трепелов (Орловская область).
12.4. Изучение зоны утечки нефтепродуктов в районе резервуарного парка.
12.5. Исследование цирконсодержащих россыпей в Свердловской области.
Глава 13. Обнаружение и диагностика подземных коммуникаций на строительных площадках с использованием георадара "Грот-10".
13.1. Простейшие способы локализации кабелей и труб.
13.2. Определение положения подземного тоннеля в условиях плотной застройки.
13.3. Нефтепровод «Буденновск - Нефтекумск».
13.4. Поиск коммуникаций в водных бассейнах.
Глава 14. Особенности эксплуатации георадаров при проходке подземных горных выработок.
14.1. Особенности применения георадаров в горных выработках.
14.2. Численное моделирование работы георадара при зондировании в горной выработке впереди забоя.
14.3. Внедрение технологии видеоимпульсного радиозондирования в практику проходки горных выработок.
Глава 15. Основы методики интерпретации георадиолокационных данных.
15.1. Направления и интерпретации георадиолокационных данных.
15.2. Выделение волн — помех при анализе волновой картины.
15.3. Выделение георадарных комплексов.
15.4. Выделение георадарных фаций при сейсмофациональном анализе.
15.5. Геологическая привязка георадарных комплексов и фаций.  
Глава 16. Георадиолокационные исследования в условиях армирования.
16.1. Особенности зондирования железобетонных конструкций.
16.2. Задачи обнаружения арматуры и изучения вмещающей среды.
16.3. Задачи изучения подстилающих грунтов.
Глава 17. Обобщенные характеристики антенн геолокаторов при импульсном возбуждении.
17.1. Основные понятия сверхширокополосной радиоэлектроники.
17.2. Особенности уравнения дальности радиолокационного наблюдения при использовании сверхширокополосных сигналов.
17.3. Частотные и импульсные характеристики радиолокационных систем при использовании сверхширокополосных сигналов.
17.4. Возможности аппроксимации частотных и импульсных характеристик при использовании сверхширокополосных сигналов.
17.5. Каскадная модель излучателя.
17.6. Формирование возбуждающего тока и дифференцирование.
17.7. Формирование диаграмм направленности апертурных сверхширокополосных антенн.
17.8. Особенности понятий ближней и дальней зон антенн при сверхширокополосных сигналах.
17.9. Оценка энергетических параметров при излучении сверхширокополосных импульсов.
Глава 18. Сверхширокополосные рамочные передающие и приемные антенны.
18.1. Излучение сверхширокополосных сигналов рамочными антеннами.
18.2. Экспериментальные исследования рамочной антенны.
18.3. Рамочная антенна для приема сверхширокополосных импульсных сигналов.
18.4. Многоэлементная приемная антенна.
Глава 19. Особенности построения технических систем для обнаружения людей за оптически непрозрачными преградами.
19.1. Выбор основных параметров РЛС для обнаружения живых людей под завалами.
19.2. Селекция малоподвижных целей на фоне помех.
19.3. Методы оценки и компенсации ошибок формирования квазинепрерывных фазокодоманипулированных сигналов в портативных РЛС.
19.4. Компенсация помех, обусловленных движением РЛС.
19.5. Антенные системы для портативных РЛС сверхближнего радиуса действия.
Глава 20. Радиофизические свойства сред: песчаного и глинистого грунтов, строительных материалов.
20.1. Исследования электрических параметров песчаного и глинистого грунтов.
20.2. Снижение глубины обнаружения объектов поиска в грунтах за счет наличия в них реальных естественных неоднородностей.
20.3. Терминология, используемая при определения влажности грунта.



Бесплатно скачать электронную книгу в удобном формате, смотреть и читать:
Скачать книгу Вопросы подповерхностной радиолокации, Коллективная монография, Гринёв А.Ю., 2005 - fileskachat.com, быстрое и бесплатное скачивание.

Скачать pdf
Ниже можно купить эту книгу по лучшей цене со скидкой с доставкой по всей России.Купить эту книгу


Скачать - pdf - Яндекс.Диск.




Теги: учебник по геологии :: геология :: Гринёв :: радиолокация :: георадар