Highly efficient CMP surveying with ground-penetrating radar utilising real-time kinematic GPS

The main purpose of this paper is to describe a highly efficient common mid-point (CMP) data acquisition method for ground-penetrating radar (GPR) surveying, which is intended to widen the application of GPR. The most important innovation to increase the efficiency of CMP data acquisition is continuous monitoring of the GPR antenna positions, using a real-time kinematic Global Positioning System (RTK-GPS). Survey time efficiency is improved because the automatic antenna locating system that we propose frees us from the most time-consuming process-deployment of the antenna at specified positions. Numerical experiments predicted that the data density and the CMP fold would be increased by the increased efficiency of data acquisition, which results in improved signal-to-noise ratios in the resulting data. A field experiment confirmed this hypothesis. The proposed method makes GPR surveys using CMP method more practical and popular. Furthermore, the method has the potential to supply detailed groundwater information. This is because we can convert the spatially dense dielectric constant distribution, obtained by using the CMP method we describe, into a dense physical value distribution that is closely related to such groundwater properties as water saturation.

실시간 GPS를 이용한 고효율 GPR CMP 탐사

이 논문의 주 목적은 효율이 높은 공통중간점(CMP) 자료 획득 방법에 대해 서술함으로써, GPR탐사의 적용성을 넓히기 위함이다. CMP 자료 획득의 효율을 높이기 위한 가장 중요한 기술적 혁신은 실시간 이동 GPS(RTK-CPS)를 이용한 GPR 안테나의 위치 연속 모니터링이다. 이 연구에서 제안한 자동 안테나 이동 시스템은 GPR 탐사에서 시간을 가장 많이 요구하는 특정 지점에 안테나를 위치시키는 과정이 필요없기 때문에 탐사 시간 효율이 개선된다. 수치적 실험으로부터 자료획득 효율이 향상됨에 따라 자료의 밀도 및 CMP 중합수가 늘어나는 것을 예측할 수 있었으며, 이는 결과적인 자료의 신호대 잡음비 향상을 초래한다. 현장 적용은 이러한 가설을 입증하였으며, 이 연구에서 제안된 방법을 CMP 방식의 GPR 탐사를 좀 더 실질적이고 널리 사용될 수 있게 한다. 게다가 이 방법은 정밀한 지하수 정보를 제공할 수도 있는데, 이는 CMP 방식으로 얻은 공간적으로 조밀한 유전상수 분포를 물포화도와 갈이 지하수 특성과 관계 깊은 조밀한 물리량 분포로 변환할 수 있기 때문이다.