شبیه سازی عددی داده های رادار نفوذی به زمین (GPR) برای آشکارسازی مین های فلزی

نوع مقاله: سایر مقالات

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، دانشکده‌ مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود

2 استادیار، مرکز تحقیقات عمران و سازندگی، دانشگاه جامع امام حسین (ع)

چکیده

پاک‌سازی میادین مین و مناطق آلوده به مواد منفجره عمل­نکرده یکی از مسائلی است که در کشورهای جنگ­زده و از جمله کشور ما، با وجود گذشت ده­ها سال از زمان جنگ، نیازمند توجه جدی است. روش­های مختلف ژئوفیزیکی از جمله روش GPR نقش بسیار مهمی در آشکارسازی محل این آثار مخرب باقیمانده از جنگ دارند. روش GPR هوابرد به دلیل قابلیت­ها و برتری­های خاصی که نسبت به روش برداشت زمینی دارد، توجه ویژه متخصصان امر را به استفاده از آن در آشکارسازی UXO معطوف داشته است. در این تحقیق به ­منظور امکان­سنجی کاربرد روش GPR هوابرد در آشکارسازی UXO، به شبیه­سازی عددی و تجزیه و تحلیل سیگنال­های برگشتی از یک مین فلزی ضد نفر مدفون در عمق 10 سانتیمتری خاک با استفاده از این روش پرداخته شده است. برای این منظور دو مدل مصنوعی، شامل یک لایه هوا و یک لایه خاک، طراحی شده است که در یکی از آن‌ها مدل عاری از مین (Model A) و دیگری مدل حاوی یک مین فلزی ضد نفر مدفون در عمق 10 سانتی­متری خاک و در موقعیت x=0.25m (Model B) در مرکز مدل، می­باشند. در ادامه ردها و نگاشت­های راداری در ارتفاع­های پرواز (0 تا 10 متر) و در بازه فرکانسی 100 تا 1500 مگاهرتز و منطبق با مرکز دو مدل فوق­الذکر، در مجموع تعداد 638 حالت مختلف، با استفاده از روش تفاضل محدود در حوزه زمان (FDTD) شبیه­سازی شده­اند. تجزیه و تحلیل داده­ها شامل بررسی انرژی سیگنال، تبدیل موجک برای انتقال داده­ها به حوزه فرکانس و حذف نوفه و در نهایت انتقال داده­ها به حوزه زمان- فرکانس در محیط نرم­افزار MATLAB انجام پذیرفته است. با توجه به نتایج هر سه روش پردازش سیگنال مورد استفاده، قابلیت آشکارسازی مین با روش GPR هوابرد تا حداکثر ارتفاع پرواز 10 متر و در بازه فرکانسی 550 تا 1500 مگاهرتز تأیید شد.

کلیدواژه‌ها