Деловая слава России


Новости




Экспертное мнение

Деловая слава России » Межотраслевой альманах » Микроволновые методы измерения

Межотраслевой альманах, Наука: Микроволновые методы измерения - 26-09-2010, 11:29

  

 

Микроволновые методы измерения

Георгий Степанович Бордонский, зав. лабораторией геофизики криогенеза Института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН (г. Чита), д.ф.-м.н., профессор;

Александр Александрович Гурулев, старший научный сотрудник ИПРЭК СО РАН, к.ф.-м.н.;

Сергей Васильевич Цыренжапов, младший научный сотрудник ИПРЭК СО РАН.

 

Использование микроволновых методов для контроля состояния поверхностных объектов

 

 

Микроволновые аэрокосмические методы измерения стали широко применяться в исследованиях природных объектов. Радиометрическая (использующая тепловое излучение) и радиолокационная аппаратура искусственных спутников Земли в широком интервале частот позволяет изучать различные параметры суши и водной поверхности. Для этих целей наиболее оптимальным является использование СВЧ-диапазона, так как он является всепогодным из-за слабого влияния параметров атмосферы.

 

 

Важной особенностью микроволнового излучения по сравнению с волнами ИК и видимого диапазона является существенно большее его проникновение в глубь поверхностных образований, что позволяет определять особенности структуры объектов на глубинах в несколько метров.

 

При использовании совместных активных (радарных) и пассивных (радиометрических) методов можно получить более полную информацию о параметрах исследуемого природного объекта, чем в случае использования отдельного метода. Вместе с тем при спутниковых измерениях в настоящее время пространственное разрешение радиолокационных систем достигает значения порядка одного метра, в то время как для радиометрических систем разрешение составляет порядка одного километра.

 

Методы радиозондирования можно эффективно использовать при наземных измерениях, когда аппаратура устанавливается на подвижные наземные носители (автомобили) или малые летательные аппараты. В этом случае легко осуществить высокое пространственное разрешение для радиометрических систем и использовать одновременные активные и пассивные измерения с одинаковым пространственным разрешением. При этом дополнительную информацию можно получить при наложении радиоизображений рассеянного сигнала, излучаемого локатором, и собственного теплового излучения исследуемого объекта, получаемого радиометром.

 

* * * * *

 

В лаборатории геофизики криогенеза Института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН в течение ряда лет используется совместная радиометрическая и радиолокационная система для изучения состояния ледяных покровов озер. Радиолокационные измерения осуществлялись следующим комплексом приборов: СВЧ-радиометры с          длинами волн 2,3 см, 5,6 см и 12 см, СВЧ-скаттерометры с длинами волн 2,3 см и 5,6 см. Комплекс устанавливался на автомобиль Расстояние от антенн до поверхности составляло 2 метра. Угол наблюдения составлял 30-40°. Запись сигналов с выхода приборов и местоположение автомобиля фиксировались на компьютер.

 

С помощью такой системы изучалось эвтрофирование озер и распределение высшей водной растительности по акватории неглубоких озер Забайкалья.  представлены результаты измерений электромагнитных параметров ледяного покрова оз. Шакшинского, позволившие выделить участки с вмороженными в лед фрагментами растительности. Участки были определены при сравнении рассеянного сигнала ) и собственного радиотеплового излучения .

 

Радиозондирование можно применять при обследованиях транспортных сетей бесконтактным методом. Нами выполнены эксперименты по измерению электромагнитных характеристик дорожного покрытия в Забайкалье в зимнее время в 2008–2009 годах.

 

Приведена запись радиояркостной температуры на длине волны 2 см на участке дороги ~20 км, запись того же участка на волне 12 см, а также запись мощности обратного рассеяния на длине волны 6 см. Полученные графики выявляют некоторые особенности структуры данного покрытия. Радиометрический сигнал на длине волны 2 см  показывают экстремумы, которые можно связать с увлажнением насыпи из-за подтока грунтовых вод (возникло уярчение объекта). На длине волны 12 см наблюдали различие в структуре дорожного покрытия, что также наблюдалось в радиолокационной картине  — по рассеянному сигналу . Возможно, это связано с более крупным обломочным материалом в насыпи дороги.

 

Интересно отметить, что более поздние визуальные наблюдения выявили просадку дорожного покрытия на участке, где были обнаружены изменения зондирующих сигналов 

 

Таким образом, совместные активные (радиолокационные) и пассивные (радиометрические) методы при одинаковом пространственном разрешении порядка 1 метра могут использоваться для изучения природных образований и разнообразных приповерхностных объектов (покрытия дорог, земляных сооружений, сельскохозяйственных угодий и так далее), для выявления неоднородностей структуры на глубинах в десятки сантиметров для увлажненной среды и в единицы метров для сухой среды.

 

Также можно определять подземное горение угля или торфа и пространственное распределение очагов по радиотепловым измерениям. Активный метод позволяет выявлять резко выраженные структурные неоднородности с размерами порядка сантиметра при сравнительных измерениях.

 

 

Bordonskiy G. S., Gurulev A. A., Tsyrenzhapov S. V. Microwave aerospace method of steel measurement was widely used in studies of nature objects. Radiometric (use of thermal emission) and radar equipment of artificial Earth satellites in a wide range of frequencies allows us to study various parameters of land and water. For these purposes it is convenient to use microwave range, as it is not influenced by the weather and atmospheric parameters.



 

Другие новости по теме:


Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь. Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

АДИ СЛАВИЦА

Агентство деловой информации





МЕЖОТРАСЛЕВОЙ АЛЬМАНАХ

Свежий номер альманаха, Архив номеров, Подписка на альманах, Реклама в альманахе, Контакты


Стройинвестиндустрия

Анонсы


КАЛЕНДАРЬ СОБЫТИЙ:

«    Октябрь 2017    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 

АРХИВ НОВОСТЕЙ:

Сентябрь 2017 (2)
Август 2017 (3)
Июль 2017 (5)
Февраль 2017 (1)
Декабрь 2016 (1)
Ноябрь 2016 (7)