Wyniki 1-10 spośród 13 dla zapytania: authorDesc:"Mariusz Zych"

Metody cyfrowego przetwarzania w impulsowym radarze do sondowań podpowierzchniowych


  Radary do sondowań podpowierzchniowych GPR (ang. Ground Penetrating Radar) cieszą się coraz to większym zainteresowaniem, zarówno w rozwiązaniach cywilnych jak i wojskowych. Służą między innymi w geologii do poszukiwania wartościowych, z historycznego punktu widzenia, przedmiotów. Radary podziemne wykorzystuje się także do wykrywania uszkodzeń wałów przeciwpowodziowych, czy też lokalizacji rur wodociągowych w przypadku braku informacji o ich faktycznym położeniu. Specjalizowane radary GPR służą do wykrywania min bądź innych ładunków wybuchowych znajdujących się w glebie. Z uwagi na niejednorodność środowiska, w jakim pracuje GPR, obróbka sygnałów w tego typu radarach jest dużo trudniejsza niż w tradycyjnych jednostkach do wykrywania obiektów w przestrzeni powietrznej. Niejednorodność analizowanej gleby wpływa niekorzystnie na zasięg radaru [4]. Nieciągłość powstała na granicy dwóch warstw ziemi powoduje odbicie fali, ponadto każda warstwa charakteryzuje się niezerowym współczynnikiem tłumienia, przez co zakres odległości obserwacji GPR wynosi kilka metrów. Maksymalny zasięg wynikający z wielu czynników tłumiących osiągany jest dla suchej ziemi. Najbardziej tłumiącym ośrodkiem jest woda, dla której moc sygnału sondującego maleje o 100 dB/m [1]. Z tego względu pomiary dla wilgotnej ziemi nie przynoszą pożądanych rezultatów. W niniejszym artykule opisane zostały impulsowe radary transmitujące sygnał z liniową modulacją częstotliwości LFM (ang. Linear Frequency Modulation). W pracy przedstawione zostały wyniki rzeczywistych pomiarów radaru GPR o fali impulsowej, radar ten został wyprodukowany przez włoską firmę IDS - Ingegneria dei S. p. A. Kompresja danych symulacyjnych w kierunku azymutalnym została wykonana przy wykorzystaniu koherentnej obróbki SAR (ang. Synthetic Aperture Radar). Radary z syntetyczną aperturą (SAR) wykorzystują antenę umieszczoną na ruchomym nośniku, która przyjmuje kolejne położenia wzdłuż trajektorii ruch[...]

Wyniki pomiarów szumowym radarem do sondowań podpowierzchniowych


  Wśród licznych rodzajów radarów jednym z głównych nurtów współczesnej radiolokacji są radary do sondowań podpowierzchniowych GPR (ang. Ground Penetrating Radar). Szeroki zakres ich możliwości sprawił, iż są wykorzystywane w przemyśle cywilnym, jak i wojskowym. Początki radaru GPR sięgają lat 20 XX wieku, które pozwalały określić grubość lodowca. Wynalazek ten został jednak zapomniany, aż do lat pięćdziesiątych, kiedy to katastrofa lotnicza doprowadziła do szybkiego rozwoju GPR. Wtedy to wówczas schodzący do lądowania na Grenlandii samolot korzystając z radaru pokładowego uzyskał zobrazowanie skał będących pod powierzchnią lodowca. Operator radaru błędnie przyjął poziom gruntu jako sygnał pochodzący od skał, zaniedbując przy tym sygnał echa od lodowca. Spowodowało to w konsekwencji rozbicie samolotu. Radary do sondowań podpowierzchniowych znajdują zastosowanie w wykopaliskach archeologicznych umożliwiając wykrycie ukrytych w ziemi ruin o dużym znaczeniu historycznym. GPR służy także przy wykrywaniu uszkodzeń wałów przeciwpowodziowych, umożliwiając wyeliminowanie zagrożenia powodzią. Georadar ma możliwość wykrywania defektów w mostach, czy też w drogach, niektóre z nich pozwalają odnaleźć faktyczny przebieg dawno zapomnianych rurociągów. Specjalizowane radary wykorzystywane przez służby wojskowe służą do wykrywania min bądź innych ładunków wybuchowych znajdujących się w glebie. Umożliwiając przy tym wczesną zmianę trasy przejazdu konwoju wojska na terytorium wroga. Głównymi miejscami, gdzie GPR jest tak bardzo pożądany jest Irak czy Afganistan. Ziemia jest bardzo trudnym do analizy środowiskiem, ogólnie jest to ośrodek niejednorodny składający się z wielu warstw o różnej przenikalności elektrycznej. Poprawne odwzorowanie czasu powrotu sygnału nadawanego przez radar na głębokość, na której nastąpiło odbicie wymaga wiedzy o parametrach elektrycznych ziemi. Powyżej wymienione czynniki powodują, iż obróbka sygnałów w tego typu ra[...]

The impact of incorrectly selected soil permittivity value on focused GPR image

Czytaj za darmo! »

This article presents simulation and measurement results of ground penetrating radar with FMCW (Frequency Modulated Continuous Wave) signal. The author shows the effect of incorrectly chosen permittivity value of tested soil on final SAR (Synthetic Aperture Radar) image. Novel iterative AutoESP (Auto Estimation of Soil Permittivity) algorithm is tested on actual measurement GPR data. Streszczenie. Artykuł przedstawia wyniki symulacji oraz rzeczywistych pomiarów radarem do sondowań podpowierzchniowych GPR z modulacją FMCW (ang. Frequency Modulated Continuous Wave). Autor prezentuje wpływ błędnie dobranej przenikalności elektrycznej badanej ziemi na końcowe zobrazowanie SAR (ang. Synthetic Aperture Radar). W artykule zamieszczono wyniki testowań nowego, iteracyjnego algorytmu AutoESP (ang. Auto Estimation of Soil Permittivity). (Wpływ błędnie dobranej wartości przenikalności elektrycznej ziemi na zogniskowane zobrazowanie GPR) Keywords: AutoESP, GPR, SAR, FMCW. Słowa kluczowe: AutoESP, GPR, SAR, FMCW. Introduction Ground penetrating radars are widely used in military and civilian applications. GPR are used among other thing, to detect explosive materials and roadway damages or for archaeological explorations. However, digital signal processing applied to GPR is much more sophisticated then in traditional radars [1][2]. The main problem is the heterogeneity of tested medium. Appearance of buried objects change electromagnetic and mechanical properties of the earth. The shape of received echo signals after range compression does not correspond to geometrical dimensions of located objects [4][5]. It has the shape of a curve. The greater depth of an object or lower permittivity value, the greater radius of received curve. Soil in general is a medium composed of many layers with different permittivity coefficient values. Propagated wave is reflected, refracted and scattered on the border of two mediums. What is more, transmitted electro[...]

Ground penetrating radar simulations of non-homogeneous soil with CST Studio Suite

Czytaj za darmo! »

The paper describes the simulation results for a ground penetrating radar with CST Studio Suite. Non homogeneous soil composed of four different materials has been investigated by pulse GPR. The aim of the experiment is to obtain fully focused image of the tested soil structure. The raw GPR data collected with CST Studio Suite has been processed using Matlab. Simulation results presented in the paper show good possibility of focused SAR method for underground targets imaging. Streszczenie. Artykuł przedstawia wyniki symulacji radaru do sondowań podpowierzchniowych z wykorzystaniem oprogramowania CST Studio Suite. GPR (ang. Ground Penetrating Radar) bada niejednorodną ziemię złożoną z czterech materiałów. Celem eksperymentu jest otrzymanie w pełni zogniskowanego obrazu badanej struktury ziemi. Surowe dane pomiarowe wygenerowane w programie CST Studio Suite przetworzono w środowisku Matlab. Przedstawione w artykule wyniki symulacji potwierdzają duże możliwości zobrazowania ukrytych w ziemi obiektów przy wykorzystaniu algorytmu SAR (ang. Synthetic Aperture Radar) zogniskowany. (Symulacje niejednorodnej ziemi radarem do sondowań podpowierzchniowych z wykorzystaniem CST Studio Suite) Keywords: CST, GPR, SAR. Słowa kluczowe: CST, GPR, SAR. Introduction CST Studio Suite is the powerful simulation platform for electromagnetic field problems. The transient solver gives appropriate results of non-homogeneous soil imaging. In order to obtain raw GPR data, wideband horn antenna, transmitting and receiving signal, has been applied. Decisive parameter during selection of appropriate antenna is S11. S11 refers to the ratio of signal that reflects from the port for a signal incident on that port. The main aim of ground penetrating radar is to obtain good resolution of underground targets. Before one can perform real data measurement it is recommended to simulate radar scene with professional electromagnetic simulator. In that way many measurement [...]

Metoda uproszczona kontroli zarysowania ścian zbiorników żelbetowych poddanych obciążeniu wymuszonemu wg PN-EN 1992-3 DOI:10.15199/33.2015.03.22


  W artykule przedstawiono i skomentowano postanowienia PN-EN 1992-3 [3] dotyczące kontroli zarysowaniametodą uproszczoną elementów poddanych działaniu obciążeń wymuszonych. Podano możliwe do zastosowania (w zależności od przypadku) wartości składowych wzoru na As, min. Szczególną uwagę poświęcono wyznaczeniu minimalnego stopnia zbrojenia z uwagi na rodzaj skrępowania elementów konstrukcyjnych w okresie dojrzewania betonu, jak również przedyskutowano głębokość strefy rozciąganejwelementach o różnejmasywności. Zaprezentowano pochodzenie zależności pomiędzy maksymalną średnicą zbrojenia i dopuszczalnymnaprężeniem, a jednocześnie wskazano istotne parametry niepodane przez normę [3], takie jak wpływ cnom lub a ≥ 2h. Słowa kluczowe: zbiornik żelbetowy, ściana, rysy, minimalne zbrojenie.są niedopuszczalne, chyba że zostaną za- 1) Politechnika Krakowska,Wydział Inżynierii Lądowej; e-mail: mzych@pk.edu.pl Metoda uproszczona kontroli zarysowania ścian zbiorników żelbetowych poddanych obciążeniu wymuszonemu wg PN-EN 1992-3 The simplified method of cracks control in RC wall tanks subjected to imposed deformation according to PN-EN 1992-3 dr inż. Mariusz Zych 1) Streszczenie.Wartykule przedstawiono i skomentowano postanowienia PN-EN 1992-3 [3] dotyczące kontroli zarysowaniametodą uproszczoną elementów poddanych działaniu obciążeń wymuszonych. Podano możliwe do zastosowania (w zależności od przypadku) wartości składowych wzoru na As, min. Szczególną uwagę poświęcono wyznaczeniu minimalnego stopnia zbrojenia z uwagi na rodzaj skrępowania elementów konstrukcyjnych w okresie dojrzewania betonu, jak również przedyskutowano głębokość strefy rozciąganejwelementach o różnejmasywności. Zaprezentowano pochodzenie zależności pomiędzy maksymalną średnicą zbrojenia i dopuszczalnymnaprężeniem, a jednocześnie wskazano istotne parametry niepodane przez normę [3], takie jak wpływ cnom lub a ≥ 2h. Słowa kluczowe: zbiornik żelbetowy, ścian[...]

Korekta maksymalnej średnicy zbrojenia oraz maksymalnego rozstawu prętów zbrojeniowych jako uzupełnienie metody uproszczonej kontroli zarysowania wg PN-EN 1992-3 DOI:10.15199/33.2015.09.18


  Wartykule przedstawiono i skomentowano postanowienia PN-EN 1992-3 dotyczące kontroli zarysowania i szerokości rys metodą uproszczoną. Zaprezentowano pochodzenie zależności pomiędzy maksymalnym rozstawem prętów zbrojeniowych a dopuszczalnymnaprężeniemw stali zbrojeniowej przy ustalonej szerokości rysy. Ponadto przedstawiono wpływ grubości otulenia na maksymalny rozstaw prętów zbrojeniowych sz *max.Wyznaczono wartości korekcyjne Δsi w stosunku do wykresu 7.104N, dzięki którym w sposób uproszczony można określić wielkość sz max w przypadkach innych niż zdefiniowano w PN-EN 1992-3. Słowa kluczowe: kontrola zarysowania, zbiornik żelbetowy, średnica zbrojenia, rozstaw zbrojenia.W artykule przedstawiono i skomentowano postanowienia PN-EN 1992-3 dotyczące kontroli zarysowania i szerokości rys metodą uproszczoną. Zaprezentowano pochodzenie zależności pomiędzy maksymalnym rozstawem prętów zbrojeniowych a dopuszczalnymnaprężeniemw stali zbrojeniowej przy ustalonej szerokości rysy. Ponadto przedstawiono wpływ grubości otulenia na maksymalny rozstaw prętów zbrojeniowych sz *max.Wyznaczono wartości korekcyjne Δsi w stosunku do wykresu 7.104N, dzięki którym w sposób uproszczony można określić wielkość sz max w przypadkach innych niż zdefiniowano w PN-EN 1992-3. Słowa kluczowe: kontrola zarysowania, zbiornik żelbetowy, średnica zbrojenia, rozstaw zbrojenia.Ze względu na dużą różnorodność konstrukcyjnych rozwiązań zbiorników oraz zróżnicowaną ich funkcję [1, 2] spełnienie warunku szczelności, gdy nie są przyjmowane inne rozwiązania konstrukcyjne (np. sprężenie), polega na og[...]

Komentarz do maksymalnej średnicy zbrojenia w ścianach zbiorników żelbetowych zgodnie z PN-EN 1992-3 DOI:10.15199/33.2015.09.19


  Wartykule przedstawiono i skomentowano postanowienia PN-EN 1992-3 w zakresie kontroli zarysowania metodą uproszczoną szerokości rys przez dobór dopuszczalnej średnicy zbrojenia φs * zdefiniowanej na rysunku 7.103N. Przeanalizowano wpływ rodzaju obciążenia, tj. zewnętrznego lub wymuszonego na wartość φs *. Zaprezentowano pochodzenie zależności pomiędzy maksymalną średnicą zbrojenia i dopuszczalnym naprężeniem, przy jednoczesnym wskazaniu zagadnień niepodanych przez normę, ale istotnych, takich jak wpływ cnom. Słowa kluczowe: zbiornik żelbetowy, kontrola zarysowania, maksymalna średnica zbrojenia.Zbiorniki żelbetowe projektowane są na sto lat.Wtym okresie muszą spełnić wymagania dotyczące nośności, stateczności oraz trwałości konstrukcji [1, 2]. Jednymz ważnych czynników, powodujących zmniejszanie trwałości zbiorników, jest nadmierne zarysowanie ścian.WPN-EN 1992-3 [3] zdefiniowano dopuszczalne szerokości rys w ścianach żelbetowych zbiorników na ciecze, w zależności od wymaganej klasy szczelności. Ponadto zapisano: Szczególną uwagę należy poświęcić elementom poddanym naprężeniom rozciągającym wynikającym z oporów stawianych odkształceniom od skurczu oraz ruchów termicznych. Zapis ten dotyczy również zarysowania na etapie wykonywania konstrukcji, która w tym okresie poddana jest zmianie temperatury wynikającej z rozwoju ciepła hydratacji, wahań dobowej temperatury otoczenia oraz promieniowania słonecznego [4, 5].Wszerszym ujęciu, z uwagi na długotrwały charakter obciążenia, konieczne jest również uwzględnienie pełzania betonu przez redukcjęmodułu odkształcenia iwynikające z tego zmiany naprężeńwzbrojeniu [6, 7]. Maksymalna średnica zbrojenia WPN-EN 1992-3 [3] podano uproszczony sposób kontroli[...]

Korekta dopuszczalnej średnicy zbrojenia z uwzględnieniem wymagań PN-EN 1992-3 DOI:10.15199/33.2018.05.23


  Kontrola zarysowania ścian zbiorników żelbetowych powinna uwzględnić obciążenia na etapie wznoszenia obiektu [3], w okresie dużych zmian temperatury zbiornika [1], jak również oddziaływania zewnętrznych obciążeń eksploatacyjnych [2]. Niezależnie od rodzaju obciążenia, jednym ze sposobów kontroli zarysowania jest metoda uproszczona zawarta w PN-EN 1992-3 [4]. Pewne mankamenty tej metody skomentowano w pracy [5]. W artykule przedstawiono alternatywne rozwiązanie korekty dopuszczalnej średnicy zbrojeniawstosunku do metody podanej w [6]. W pewnych przypadkach metoda uproszczona kontroli zarysowania przeszacowuje dopuszczalną średnicę zbrojenia φs * zdefiniowaną na rysunku 7.103N [4]. Zaproponowany współczynnik kφ umożliwia[...]

Wybrane problemy przetwarzania sygnałów w radarach do penetracji podpowierzchniowej


  Jednym z kierunków rozwoju współczesnej radiolokacji są georadary - urządzenia przeznaczone do sondowania gruntu za pomocą fal elektromagnetycznych. Znajduje on zastosowanie zarówno w rozwiązaniach cywilnych (wykrywanie defektów wałów przeciwpowodziowych, prace archeologiczne, itp.), jak i wojskowych (wykrywanie min oraz niebezpiecznych urządzeń wybuchowych). Większość georadarów generuje zobrazowanie dwuwymiarowe. W przypadku takich urządzeń wyodrębniane są dwa rodzaje rozróżnialności: azymutalna (w kierunku przemieszczenia radaru) i odległościową (w kierunku zakopanego obiektu). Kompresja odległościowa uzyskiwana jest na drodze korelacji sygnału odebranego echa z sygnałem referencyjnym. W przypadku georadarów sygnał echa odebranego od obiektu w kierunku azymutalnym ma kształt łuku. Zdecydowana większość georadarów w celu kompresji azymutalnej stosuje niekoherentną transformatę Hough’a [1]. Polega ona na wykrywaniu w obrazie określonych kształtów, łuku charakteryzujących obiekty punktowe. Algorytm ten mimo swojej niedużej złożoności obliczeniowej nie daje jednak zadawalających wyników rozróżnialności. Dużo lepsze parametry uzyskujemy przy użyciu techniki radaru z syntetyczną aperturą. Radary z syntetyczną aperturą SAR (ang. Synthetic Aperture Radar) wykorzystują antenę umieszczoną na ruchomym nośniku, która przyjmuje kolejne położenia wzdłuż trajektorii ruchu radaru. Ruch względy między platformą z radarem a obserwowanym obiektem umożliwia syntezę anteny o wymiarach dużo większych niż wymiar fizyczny używanej anteny [4]. Opisany mechanizm pozwala osiągnąć lepszą rozdzielczość zobrazowania w kierunku azymutalnym. SAR w odróżnieniu od transformaty Hough’a jest algorytmem koherentnych - wykorzystuje informację o fazie odebranego echa. W wyniku tego algorytm jest niezwykle efektywny nawet w przypadku przetwarzania zaszumionego sygnału. Transformata Hough’a jest skuteczną metodą przetwarzania pod warunkiem dy[...]

Wyniki filtracji MTD rzeczywistych zobrazowań zarejestrowanych radarem


  Biorąc pod uwagę współczesny rozwój techniki cyfrowej w radiolokacji, a co za tym idzie położenie większego nacisku na systemy cyfrowego przetwarzania sygnałów należy stwierdzić, że cyfrowa obróbka sygnału jest niezbędnym procesem prowadzącym do uodpornienia radaru na różnego rodzaju zakłócenia oraz bardziej efektywnie realizuje podstawowe funkcje toru odbiorczego. Wykrywanie statków powietrznych przez radar utrudnione jest przez obecność zakłóceń biernych oraz szumów. Do zakłóceń należą sygnały pochodzące od budynków, chmur, opadów atmosferycznych oraz powierzchni mórz i lądów. Sygnały zarejestrowanego echa od tego typu obiektów znane są w angielskiej literaturze pod nazwą clutter. Natomiast źródłem szumów w szczególności jest wzmacniacz wejściowy w układzie odbiorczym oraz poszczególne elementy toru odbiorczego [2]. Znane są dwa podstawowe sposoby tłumienia zakłóceń biernych: układ MTI (ang. Moving Target Indication) oraz drugi oparty o bank filtrów dopplerowskich - MTD (ang. Moving Target Detection) [1]. W obu metodach wykorzystywany jest efekt Dopplera. Sygnały echa od obiektów zmieniające odległość względem radaru, a więc posiadające niezerową prędkość radialną, charakteryzują się odpowiednio zmienioną fazą. Selekcja sygnałów użytecznych oparta jest na różnicach faz sygnałów odbitych od celów ruchomych i sygnałów zakłóceń. Sygnały echa od obiektów ruchomych charakteryzują się przesunięciem dopplerowskim, proporcjonalnym do prędkości radialnej vr: gdzie: f0 - częstotliwość nośna sygnału, λ - długość fali odpowiadająca częstotliwości f0. Zadaniem układów typu MTI oraz MTD jest tłumienie echpochodzących od obiektów stałych lub wolno-poruszających się w stosunku do radaru. Charakt[...]

 Strona 1  Następna strona »