الرادار المخترق للأرض

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 5 صور
الموسوعة الحرة
صورة رادارية مخترقة للأرض تم جمعها في مقبرة تاريخية في ولاية ألاباما الأمريكية. تشير الإشارات المائلة (الأسهم) إلى وجود أجسام عاكسة مدفونة تحت السطح، ربما تكون مرتبطة بمدافن بشرية. كما تظهر انعكاسات من طبقات التربة (الخطوط المتقطعة).

الرادار المخترق للأرض ( GPR ) هو أسلوب جيوفيزيائي يستخدم نبضات الرادار لتصوير باطن الأرض. وهو أسلوب غير تداخلي لمسح باطن الأرض للكشف عن المرافق تحت الأرض، مثل الخرسانة والإسفلت والمعادن والأنابيب والكابلات والبناء. [ 1 ] يستخدم هذا الأسلوب غير المدمر الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق الموجات الميكروية ( ترددات UHF / VHF ) من الطيف الراديوي ، ويكشف الإشارات المنعكسة من التراكيب تحت السطحية. يمكن استخدام الرادار المخترق للأرض في مجموعة متنوعة من الوسائط، بما في ذلك الصخور والتربة والجليد والمياه العذبة والأرصفة والمنشآت. في الظروف المناسبة، يمكن للمختصين استخدام الرادار المخترق للأرض للكشف عن الأجسام تحت السطحية، والتغيرات في خصائص المواد، والفراغات والشقوق. [ 2 ] [ 3 ]

يستخدم الرادار المخترق للأرض (GPR) موجات راديوية عالية التردد (عادةً ما تكون مستقطبة)، تتراوح تردداتها عادةً بين 10  ميجاهرتز و2.6  جيجاهرتز. يقوم جهاز إرسال الرادار المخترق للأرض وهوائيه ببث طاقة كهرومغناطيسية إلى باطن الأرض. عندما تصطدم هذه الطاقة بجسم مدفون أو بحدود فاصلة بين مواد ذات سماحية كهربائية مختلفة ، فقد تنعكس أو تنكسر أو تتشتت عائدةً إلى السطح. بعد ذلك، يقوم هوائي الاستقبال بتسجيل التغيرات في الإشارة العائدة. تتشابه المبادئ المستخدمة في هذه التقنية مع مبادئ علم الزلازل ، إلا أن طرق الرادار المخترق للأرض تستخدم الطاقة الكهرومغناطيسية بدلاً من الطاقة الصوتية ، وقد تنعكس الطاقة عند الحدود الفاصلة حيث تتغير الخصائص الكهربائية تحت السطحية بدلاً من تغير الخصائص الميكانيكية كما هو الحال مع الطاقة الزلزالية.

قد تحدّ الموصلية الكهربائية للأرض، والتردد المركزي للموجة المرسلة ، والطاقة المشعة من نطاق العمق الفعال لاستكشاف الرادار المخترق للأرض (GPR). يؤدي ازدياد الموصلية الكهربائية إلى إضعاف الموجة الكهرومغناطيسية المُدخلة، وبالتالي يقل عمق الاختراق . وبسبب آليات التوهين المعتمدة على التردد، لا تخترق الترددات العالية بنفس عمق الترددات المنخفضة. مع ذلك، قد توفر الترددات العالية دقةً أفضل . لذا، يُعدّ تردد التشغيل دائمًا عاملًا مُوازنًا بين الدقة والعمق. يتحقق العمق الأمثل للاختراق تحت السطحي في الجليد، حيث يمكن أن يصل عمق الاختراق إلى عدة آلاف من الأمتار (حتى الصخور الأساسية في جرينلاند) عند ترددات منخفضة للرادار المخترق للأرض. تميل التربة الرملية الجافة أو المواد الجافة الضخمة مثل الجرانيت والحجر الجيري والخرسانة إلى أن تكون مقاومة وليست موصلة، وقد يصل عمق الاختراق إلى 15 مترًا (50 قدمًا) . مع ذلك، في التربة الرطبة أو الطينية والمواد ذات الموصلية الكهربائية العالية، قد يكون الاختراق ضئيلًا جدًا، لا يتجاوز بضعة سنتيمترات. 

تكون هوائيات الرادار المخترقة للأرض عادةً على اتصال بالأرض للحصول على أقوى إشارة؛ ومع ذلك، يمكن استخدام هوائيات الرادار المخترق للأرض التي يتم إطلاقها من الجو فوق الأرض.

لقد تطورت تقنية الرادار المخترق للأرض عبر الآبار في مجال الهيدروجيوفيزياء لتصبح وسيلة قيّمة لتقييم وجود وكمية المياه في التربة .

تاريخ

قدّم غوتليف ليمباخ وهاينريش لوي أول براءة اختراع لنظام مصمم لاستخدام رادار الموجة المستمرة لتحديد مواقع الأجسام المدفونة عام 1910، بعد ست سنوات من أول براءة اختراع للرادار نفسه (براءة الاختراع الألمانية رقم 237944). وفي عام 1926، قدّم الدكتور هولسنبيك طلب براءة اختراع لنظام يستخدم نبضات الرادار بدلاً من الموجة المستمرة (براءة الاختراع الألمانية رقم 489434)، مما أدى إلى تحسين دقة تحديد العمق. وفي عام 1929، قاس دبليو. ستيرن عمق نهر جليدي باستخدام رادار اختراق الأرض. [ 4 ]

ظلت التطورات اللاحقة في هذا المجال محدودة حتى سبعينيات القرن العشرين، عندما بدأت التطبيقات العسكرية في دفع عجلة البحث. وتبع ذلك تطبيقات تجارية، وتم بيع أول جهاز استهلاكي بأسعار معقولة في عام 1975. [ 4 ]

في عام 1972، حملت مهمة أبولو 17 رادارًا مخترقًا للأرض يُسمى ALSE (تجربة أبولو لاستكشاف القمر) في مدار حول القمر. وقد تمكن من تسجيل معلومات العمق حتى 1.3  كيلومتر، وسجل النتائج على فيلم نظرًا لعدم توفر سعة تخزين حاسوبية مناسبة في ذلك الوقت. [ 5 ] [ 6 ]

التطبيقات

رادار اختراق الأرض قيد الاستخدام بالقرب من ستيلووتر، أوكلاهوما، الولايات المتحدة الأمريكية في عام 2010
مسح راداري مخترق للأرض لموقع أثري في الأردن

للرادار المخترق للأرض تطبيقات عديدة في مجالات متنوعة. ففي علوم الأرض، يُستخدم لدراسة الصخور الأساسية والتربة والمياه الجوفية والجليد . كما أنه مفيد في التنقيب عن شذرات الذهب والماس في طبقات الحصى الغرينية، وذلك من خلال تحديد المصائد الطبيعية في مجاري الأنهار المدفونة التي يُحتمل أن تتراكم فيها الجسيمات الأثقل. [ 7 ] ويحتوي الروبوت القمري الصيني "يوتو" على رادار مخترق للأرض في جانبه السفلي لدراسة تربة وقشرة القمر.

تشمل التطبيقات الهندسية الاختبارات غير المدمرة للهياكل والأرصفة، وتحديد مواقع المنشآت المدفونة وخطوط المرافق، ودراسة التربة والصخور الأساسية. في مجال المعالجة البيئية ، يُستخدم الرادار المخترق للأرض لتحديد مواقع مكبات النفايات، وبقع التلوث، ومواقع المعالجة الأخرى، بينما يُستخدم في علم الآثار لرسم خرائط المعالم الأثرية والمقابر. كما يُستخدم في إنفاذ القانون لتحديد مواقع المقابر السرية والأدلة المدفونة. وتشمل الاستخدامات العسكرية الكشف عن الألغام والذخائر غير المنفجرة والأنفاق.

تُستخدم رادارات الآبار بتقنية الرادار المخترق للأرض (GPR) لرسم خرائط الهياكل من داخل البئر في تطبيقات التعدين تحت الأرض. وتستطيع أنظمة الرادار الحديثة الموجهة للآبار إنتاج صور ثلاثية الأبعاد من قياسات في بئر واحد. [ 8 ]

من التطبيقات الرئيسية الأخرى للرادارات المخترقة للأرض تحديد مواقع المرافق تحت الأرض. تتطلب أدوات تحديد مواقع المرافق التقليدية القائمة على الحث الكهرومغناطيسي أن تكون هذه المرافق موصلة للكهرباء، مما يجعلها غير فعالة في تحديد مواقع الأنابيب البلاستيكية أو شبكات الصرف الصحي ومياه الأمطار الخرسانية. وبما أن الرادار المخترق للأرض يكشف عن تغيرات الخصائص العازلة في باطن الأرض، فإنه يُعدّ فعالاً للغاية في تحديد مواقع المرافق غير الموصلة للكهرباء.

استُخدمت تقنية الرادار المخترق للأرض (GPR) بشكل متكرر في برنامج "تايم تيم"  التلفزيوني على القناة الرابعة ، حيث استُخدمت لتحديد منطقة مناسبة للفحص عن طريق الحفريات. كما استُخدمت هذه التقنية لاستعادة 150 ألف جنيه إسترليني من الفدية النقدية التي دفنها مايكل سامز في حقل، بعد اختطافه لوكيل عقارات عام 1992. [ 9 ]

جيش

تشمل التطبيقات العسكرية للرادار المخترق للأرض الكشف عن الذخائر غير المنفجرة والأنفاق. وفي التطبيقات العسكرية وغيرها من تطبيقات الرادار المخترق للأرض الشائعة، يستخدم المختصون هذا النوع من الرادار غالبًا بالتزامن مع تقنيات جيوفيزيائية أخرى متاحة، مثل المقاومة الكهربائية وطرق الحث الكهرومغناطيسي .

في مايو 2020، طلب الجيش الأمريكي نظام رادار مخترق للأرض من شركة Chemring Sensors and Electronics Systems (CSES)، للكشف عن العبوات الناسفة المرتجلة المدفونة في الطرق، في صفقة بلغت قيمتها 200.2 مليون دولار. [ 10 ]

تحديد موقع المركبة

أظهر باحثون نهجًا لتحديد موقع المركبات باستخدام صور خرائطية مسبقة من رادار اختراق الأرض. وقد تم إثبات دقة تحديد الموقع، التي تُعرف باسم "رادار اختراق الأرض لتحديد الموقع" (LGPR)، بمستوى السنتيمتر عند سرعات تصل إلى 100 كم/ساعة (60 ميل/ساعة) . [ 11 ] ويعتقد الباحثون أن هذه التقنية قد تتغلب على تحديات تحديد الموقع في الثلج، والتي تُشكل صعوبة لأنظمة تحديد الموقع الشائعة الاستخدام القائمة على تقنية الليدار . [ 12 ] وقد تم عرض التشغيل ذي الحلقة المغلقة لأول مرة في عام 2012 لتوجيه المركبات ذاتية القيادة، وتم استخدامه في العمليات العسكرية في عام 2013. [ 11 ] كما تم إثبات تحديد الموقع بدقة السنتيمتر عند سرعات الطرق السريعة أثناء عاصفة ثلجية ليلية في عام 2016. [ 13 ]  

علم الآثار

يُعدّ المسح الراداري المخترق للأرض أحد الأساليب المستخدمة في الجيوفيزياء الأثرية . ويمكن استخدام هذا الأسلوب للكشف عن القطع الأثرية والمعالم والأنماط الموجودة تحت سطح الأرض ورسم خرائط لها. [ 14 ]

مقاطع عمق الرادار المخترق للأرض تُظهر سردابًا في مقبرة تاريخية. تُظهر هذه الخرائط العلوية هياكل تحت سطح الأرض على أعماق مختلفة. تم جمع ستين سطرًا من البيانات - يمثل كل منها على حدة مقاطع رأسية - وتجميعها كمصفوفة بيانات ثلاثية الأبعاد يمكن "تقسيمها" أفقيًا على أعماق مختلفة.
مقطع عمق الرادار المخترق للأرض (الملف الجانبي) يُظهر خطًا واحدًا من البيانات من مسح القبو التاريخي الموضح أعلاه. يمكن رؤية السقف المقبب للقبو على عمق يتراوح بين متر واحد ومترين ونصف تحت سطح الأرض.

مفهوم الرادار مألوف لدى معظم الناس. في الرادار المخترق للأرض، تُوجَّه إشارة الرادار - وهي نبضة كهرومغناطيسية - إلى باطن الأرض. تُحدث الأجسام الموجودة تحت السطح والطبقات الجيولوجية انعكاسات يلتقطها جهاز الاستقبال. يشير زمن انتقال الإشارة المنعكسة إلى العمق. يمكن تمثيل البيانات بيانيًا على شكل مقاطع عرضية، أو خرائط أفقية تُحدد أعماقًا معينة، أو نماذج ثلاثية الأبعاد.

يُعدّ الرادار المخترق للأرض أداةً فعّالة في الظروف الملائمة (التربة الرملية المتجانسة مثالية). وكغيره من الطرق الجيوفيزيائية المستخدمة في علم الآثار (وعلى عكس التنقيب)، يُمكنه تحديد مواقع القطع الأثرية ورسم خرائط المعالم دون أي خطر لإتلافها. ومن بين الطرق المستخدمة في الجيوفيزياء الأثرية، يتميّز الرادار المخترق للأرض بقدرته الفريدة على كشف بعض الأجسام الصغيرة على أعماق كبيرة نسبيًا، وقدرته على تمييز عمق مصادر الشذوذ.

تتمثل العيوب الرئيسية للرادار المخترق للأرض في محدودية فعاليته الشديدة في ظل الظروف البيئية غير المثالية. فالرواسب الدقيقة (الطين والطمي) غالباً ما تُشكل مشكلة لأن موصليتها الكهربائية العالية تُسبب فقدان قوة الإشارة؛ أما الرواسب الصخرية أو غير المتجانسة فتُشتت إشارة الرادار، مما يُضعف الإشارة المفيدة ويزيد من التشويش الخارجي.

في مجال التراث الثقافي، يُستخدم الرادار المخترق للأرض المزود بهوائي عالي التردد أيضًا لدراسة الهياكل الحجرية التاريخية، والكشف عن الشقوق وأنماط التلف في الأعمدة وانفصال اللوحات الجدارية. [ 15 ]

مواقع الدفن

يستخدم علماء الجريمة والمؤرخون وعلماء الآثار تقنية الرادار المخترق للأرض (GPR) للبحث في مواقع الدفن. [ 16 ] في كتابه " تفسير الرادار المخترق للأرض في علم الآثار" ، وصف لورانس كونيرز، أحد أوائل المتخصصين في علم الآثار بتقنية GPR، هذه العملية. [ 17 ] نشر كونيرز بحثًا باستخدام تقنية GPR في السلفادور عام 1996، [ 18 ] وفي منطقة الزوايا الأربع خلال فترة تشاكو في جنوب أريزونا عام 1997، [ 19 ] [ 20 ] وفي موقع من العصور الوسطى في أيرلندا عام 2018. [ 21 ] واستنادًا إلى بحث كونيرز، [ 17 ] يستخدم معهد البراري وعلم آثار السكان الأصليين في جامعة ألبرتا ، بالتعاون مع المركز الوطني للحقيقة والمصالحة ، تقنية GPR في مسحهم للمدارس الداخلية للسكان الأصليين في كندا . [ ٢٢ ] بحلول يونيو ٢٠٢١، استخدم المعهد تقنية الرادار المخترق للأرض (GPR) لتحديد مواقع قبور مجهولة الهوية في مناطق قريبة من المقابر التاريخية والمدارس الداخلية الهندية. [ ٢٢ ] في ٢٧ مايو ٢٠٢١، أفيد بالعثور على ٢١٥ موقعًا مجهول الهوية (يُحتمل أن تكون قبور أطفال) باستخدام تقنية الرادار المخترق للأرض في موقع دفن بمدرسة كاملوپس الداخلية الهندية على أرض قبيلة تكميلوبس تي سيكويبيمك في مقاطعة كولومبيا البريطانية. [ ٢٣ ] في يونيو ٢٠٢١، استخدمت قبيلة كويسيس في ساسكاتشوان تقنية الرادار المخترق للأرض لتحديد ٧٥١ موقعًا مجهول الهوية في موقع مدرسة ماريڤال الداخلية الهندية ، التي ظلت تعمل لمدة قرن حتى إغلاقها عام ١٩٩٦. [ ٢٤ ]

تُسهم التطورات في تقنية الرادار المخترق للأرض، المدمجة مع منصات نمذجة ثلاثية الأبعاد متنوعة، في إنتاج عمليات إعادة بناء ثلاثية الأبعاد لأشكال الطبقات تحت السطحية وعلاقاتها المكانية. وبحلول عام 2021، أصبح هذا المعيار الجديد. [ 25 ]

علم الجليد

علم الراديو الجليدي هو دراسة الأنهار الجليدية والصفائح الجليدية والقمم الجليدية والأقمار الجليدية باستخدام الرادار المخترق للجليد . ويعتمد هذا العلم على طريقة جيوفيزيائية مشابهة للرادار المخترق للأرض ، ويعمل عادةً بترددات في نطاقات الترددات المتوسطة والعالية والعالية جدًا من الطيف الراديوي . [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] ويُشار إلى هذه التقنية أيضًا باسم "الرادار المخترق للجليد" أو " استشعار الصدى الراديوي ".

تُعدّ الأنهار الجليدية بيئةً مثاليةً للدراسة باستخدام الرادار، نظرًا لانخفاض موصليتها ، وجزءها التخيلي من سماحيتها الكهربائية ، وامتصاصها العازل عند الترددات الراديوية، مما ينتج عنه قيم منخفضة لمعامل الفقد ، وعمق الاختراق ، والتوهين . وهذا يسمح برصد أصداء قاعدة الغطاء الجليدي عبر سماكات جليدية تتجاوز 4 كيلومترات. [ 30 ] [ 31 ] وقد شكّل رصد الكتل الجليدية تحت السطح باستخدام الموجات الراديوية تقنيةً جيوفيزيائيةً أساسيةً ومتطورةً في علم الجليد لأكثر من نصف قرن. [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ] [ 35 ] [ 36 ] [ 37 ] [ 38 ] [ 39 ] ومن أبرز استخداماتها قياس سماكة الجليد، والتضاريس تحت الجليدية، وطبقات الغطاء الجليدي. [ 40 ] [ 33 ] [ 30 ] كما استُخدمت هذه التقنية لرصد الظروف تحت الجليدية للصفائح الجليدية والأنهار الجليدية، بما في ذلك الهيدرولوجيا، والحالة الحرارية، والتراكم، وتاريخ التدفق، وبنية الجليد، وجيولوجيا قاع الجليد. [ 26 ] وفي علوم الكواكب، استُخدم الرادار المخترق للجليد لاستكشاف الطبقات تحت السطحية للغطاء الجليدي القطبي على المريخ والمذنبات. [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ] وتُخطط بعثات لاستكشاف الأقمار الجليدية لكوكب المشتري. [ 44 ] [ 45 ] 

التصوير ثلاثي الأبعاد

تمثل خطوط بيانات الرادار المخترق للأرض (GPR) مقطعًا عرضيًا (مقطعًا جانبيًا) للطبقات تحت السطحية. ويمكن استخدام خطوط بيانات متعددة جُمعت بشكل منهجي على مساحة معينة لإنشاء صور ثلاثية الأبعاد أو صور مقطعية . ويمكن عرض البيانات على شكل كتل ثلاثية الأبعاد، أو شرائح أفقية أو رأسية. وتُعد الشرائح الأفقية (المعروفة باسم "شرائح العمق" أو "شرائح الزمن") خرائطًا أفقية تُحدد أعماقًا معينة. وقد أصبح تقسيم البيانات إلى شرائح زمنية ممارسة شائعة في التطبيقات الأثرية ، لأن النمط الأفقي غالبًا ما يكون المؤشر الأهم للأنشطة الثقافية. [ 20 ]

القيود

يُعدّ القيد الأهم لأداء الرادار المخترق للأرض (GPR) هو وجوده في مواد ذات موصلية عالية، مثل التربة الطينية والتربة الملوثة بالأملاح. كما يتأثر الأداء بتشتت الإشارة في الظروف غير المتجانسة (مثل التربة الصخرية).

تشمل العيوب الأخرى لأنظمة الرادار المخترق للأرض المتوفرة حاليًا ما يلي:

  • إن تفسير مخططات الرادار ليس بديهياً بشكل عام بالنسبة للمبتدئين.
  • تتطلب عملية تصميم وإجراء وتفسير مسوحات الرادار المخترق للأرض خبرة كبيرة.
  • قد يمثل استهلاك الطاقة المرتفع نسبياً مشكلة بالنسبة للمسوحات الميدانية واسعة النطاق.

الرادار حساس للتغيرات في تركيب المواد؛ ويتطلب رصد هذه التغيرات تحريك الجهاز. عند فحص الأجسام الثابتة باستخدام الرادار المخترق للسطح أو المخترق للأرض، يجب تحريك الجهاز لكي يتمكن الرادار من فحص المنطقة المحددة بالبحث عن اختلافات في تركيب المواد. ورغم قدرته على تحديد عناصر مثل الأنابيب والفراغات والتربة، إلا أنه لا يستطيع تحديد المواد المحددة، كالذهب والأحجار الكريمة. مع ذلك، يمكن أن يكون مفيدًا في رسم خرائط تحت سطح الأرض للجيوب المحتملة الحاملة للأحجار الكريمة، أو ما يُعرف بـ"التجاويف". قد تتأثر القراءات بالرطوبة في الأرض، ولا يمكنها التمييز بين الجيوب الحاملة للأحجار الكريمة وتلك غير الحاملة لها. [ 46 ]

عند تحديد قدرات العمق، يحدد نطاق تردد الهوائي حجمه وقدرة العمق. وتعتمد المسافة بين نقاط الشبكة المستخدمة في المسح على حجم الأهداف المراد تحديدها والنتائج المطلوبة. تتراوح المسافات النموذجية بين نقاط الشبكة في المسوحات الأرضية  بين متر واحد، و3  أقدام، و5  أقدام، و10  أقدام، و20 قدمًا، بينما تتراوح بين بوصة  واحدة وقدم واحدة للجدران والأرضيات .  

تعتمد سرعة انتقال إشارة الرادار على تركيب المادة التي تخترقها. ويُحدد عمق الهدف بناءً على الزمن الذي تستغرقه إشارة الرادار للانعكاس عائدةً إلى هوائي الجهاز. تنتقل إشارات الرادار بسرعات مختلفة عبر أنواع مختلفة من المواد. ويمكن استخدام عمق جسم معروف لتحديد سرعة معينة، ومن ثم معايرة حسابات العمق.

تنظيم الطاقة

في عام 2005، أصدر المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات تشريعًا لتنظيم معدات الرادار المخترق للأرض (GPR) ومشغليها بهدف التحكم في الانبعاثات الزائدة للإشعاع الكهرومغناطيسي. [ 47 ] تأسست الرابطة الأوروبية للرادار المخترق للأرض (EuroGPR) كجمعية تجارية لتمثيل وحماية الاستخدام المشروع للرادار المخترق للأرض في أوروبا.

تقنيات مماثلة

تحسين التصوير الأرضي والكشف عن القنابل

يستخدم الرادار المخترق للأرض تقنيات متنوعة لتوليد إشارة الرادار، منها النبضات، والتردد المتدرج ، والموجة المستمرة المعدلة التردد ( FMCW )، والضوضاء. كما تستخدم الأنظمة المتوفرة في السوق عام 2009 معالجة الإشارات الرقمية (DSP) لمعالجة البيانات أثناء أعمال المسح بدلاً من المعالجة اللاحقة.

يستخدم نوع خاص من الرادار المخترق للأرض إشارات موجية مستمرة غير معدلة. ويختلف هذا الرادار الهولوغرافي تحت السطحي عن الأنواع الأخرى من الرادار المخترق للأرض في أنه يسجل صورًا ثلاثية الأبعاد تحت السطح من أعلى. يبلغ عمق اختراق هذا النوع من الرادار 20-30  سم، لكن دقته الجانبية كافية للتمييز بين أنواع الألغام الأرضية المختلفة في التربة، أو التجاويف، أو العيوب، أو أجهزة التنصت، أو غيرها من الأجسام المخفية في الجدران والأرضيات والعناصر الإنشائية. [ 49 ] [ 50 ]

يُستخدم الرادار المخترق للأرض (GPR) على المركبات لإجراء مسح سريع للطرق والكشف عن الألغام الأرضية. وتستخدم شركة "إي يو ديتكت فورس تكنولوجي"، المتخصصة في أبحاث التربة المتقدمة، رادار التأريض X6 Plus (XGR) كتطبيق هجين للرادار المخترق للأرض، يُستخدم للكشف عن الألغام العسكرية والكشف عن القنابل لدى الشرطة. ويسعى مشروع "ماين سيكر" إلى تصميم نظام لتحديد وجود الألغام الأرضية في المناطق باستخدام وحدات رادار الفتحة التركيبية ذات النطاق العريض للغاية، والمثبتة على مناطيد .

خطوط المرافق العامة

يُعدّ كلٌّ من الرادار المخترق للأنابيب (IPPR) والرادار المخترق للصرف الصحي (ISGPR) من تطبيقات تقنيات الرادار المخترق للأنابيب المستخدمة في الأنابيب غير المعدنية، حيث تُوجَّه الإشارات عبر جدران الأنابيب والقنوات للكشف عن سُمك جدار الأنبوب والفراغات الموجودة خلفه. [ 51 ] [ 52 ] [ 53 ]

تستخدم شركة SewerVUE Technology، وهي شركة متخصصة في تقييم حالة الأنابيب المتقدمة، تقنية الرادار المخترق للأنابيب (PPR) كتطبيق رادار اختراق أرضي داخل الأنابيب لرؤية سمك الجدار المتبقي، وغطاء حديد التسليح، والانفصال الطبقي، والكشف عن وجود فراغات تتطور خارج الأنبوب.

رادار اختراق الجدران

يستطيع الرادار المخترق للجدران قراءة البيانات عبر الهياكل غير المعدنية، كما أثبت ذلك لأول مرة جهاز الأمن الأسترالي (ASIO) والشرطة الأسترالية عام 1984 أثناء مسح سفارة روسية سابقة في كانبرا . أظهرت الشرطة كيفية مراقبة الأشخاص على بُعد غرفتين أفقياً وعبر الطوابق رأسياً، ورؤية الكتل المعدنية التي قد تكون أسلحة؛ بل ويمكن للرادار المخترق للجدران أن يعمل كمستشعر حركة للحراس العسكريين والشرطة.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "كيف يعمل الرادار المخترق للأرض" . Tech27 . مؤرشف من الأصل في 23 نوفمبر 2021. تم الاطلاع عليه في 24 سبتمبر 2020 .
  2. ↑ سريفاستاف، أ.؛ نغوين، ب.؛ ماكونيل، م.؛ لوبارو، ك.ن.؛ ماندال، س. (أكتوبر 2020). "نظام رادار رقمي متعدد الهوائيات عالي الكفاءة لاختراق الأرض". معاملات IEEE في مجال الأجهزة والقياس . 69 (10): 7422-7436 . Bibcode : 2020ITIM...69.7422S . doi : 10.1109/TIM.2020.2984415 . S2CID 216338273 . 
  3. ↑ دانيلز دي جيه (2004). الرادار المخترق للأرض ( الطبعة الثانية). كنوفال (مؤسسة الهندسة والتكنولوجيا). الصفحات 1-4 . ISBN   978-0-86341-360-5.
  4. 1 2 "تاريخ تقنية الرادار المخترق للأرض" . Ingenieurbüro obonic. مؤرشف من الأصل في 2 فبراير 2017. تم الاطلاع عليه في 13 فبراير 2016 .
  5. ↑ "نظام رادار أبولو لقياس صوت القمر" - وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات، يونيو 1974
  6. ↑ "تجربة قياس أعماق القمر" . معهد القمر والكواكب (LPI) . تجارب أبولو 17. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يونيو 2021 .
  7. ↑ ويلسون، إم جي سي؛ هنري، جي؛ مارشال، تي آر (2006). "مراجعة لصناعة الماس الغريني والحصى في مقاطعة الشمال الغربي، جنوب أفريقيا" (ملف PDF) . المجلة الجنوب أفريقية للجيولوجيا . 109 (3): 301-314 . رمز Bibcode : 2006SAJG..109..301W . doi : 10.2113/gssajg.109.3.301 . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 5 يوليو 2013. تم الاطلاع عليه في 9 ديسمبر 2012 .
  8. ↑ هوفينجوف، جان-فلوريان (2013). "هوائي مُحمّل بمقاومات لرادار اختراق الأرض داخل مجموعة ثقب سفلي". معاملات IEEE في مجال الهوائيات والانتشار . 61 (12): 6201-6205 . Bibcode : 2013ITAP...61.6201H . doi : 10.1109/TAP.2013.2283604 . S2CID 43083872 . 
  9. ↑ صحيفة برمنغهام ميل
  10. ↑ «الجيش يطلب نظام رادار خارق للأرض من شركة CSES للكشف عن العبوات الناسفة المخفية في صفقة بقيمة 200.2 مليون دولار» . مجلة الإلكترونيات العسكرية والفضائية . 13 مايو 2020.
  11. 1 2 كورنيك، ماثيو؛ كوتشلينغ، جيفري؛ ستانلي، بايرون؛ تشانغ، بيجيا (1 يناير 2016). "تحديد موقع الرادار المخترق للأرض: خطوة نحو تحديد موقع المركبات الأرضية ذاتية القيادة بكفاءة عالية" . مجلة الروبوتات الميدانية . 33 (1): 82-102 . doi : 10.1002/rob.21605 . ISSN 1556-4967 . 
  12. ↑ تمكين المركبات ذاتية القيادة من السير في الثلج باستخدام رادار اختراق أرضي لتحديد الموقع (فيديو). مختبر لينكولن التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. ٢٤ يونيو ٢٠١٦. مؤرشف من الأصل في ١٩ يناير ٢٠١٧. تم الاطلاع عليه في ٣١ مايو ٢٠١٧ - عبر يوتيوب.
  13. ↑ «مختبر لينكولن التابع لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا: أخبار: مختبر لينكولن يُظهر تحديد موقع المركبة بدقة عالية في ظل ظروف جوية سيئة» . www.ll.mit.edu . مؤرشف من الأصل بتاريخ 31 مايو 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 31 مايو 2017 .
  14. ↑ لوي، كيلسي م؛ واليس، لينلي أ؛ باردو، كولين؛ مارويك، بنجامين؛ كلاركسون، كريستوفر ج؛ مان، تينا؛ سميث، م.أ؛ فولاجار، ريتشارد (2014). "الرادار المخترق للأرض وممارسات الدفن في غرب أرض أرنهيم، أستراليا". علم الآثار في أوقيانوسيا . 49 (3): 148-157 . doi : 10.1002/arco.5039 .
  15. ↑ ماسيني، ن؛ بيرسيكو، ر؛ ريزو، إ (2010). "بعض الأمثلة على التنقيب باستخدام الرادار المخترق للأرض لرصد التراث الأثري" . مجلة الجيوفيزياء والهندسة . 7 (2): 190. Bibcode : 2010JGE.....7..190M . doi : 10.1088/1742-2132/7/2/S05 .
  16. ^ مازوركيويتز، إيويلينا؛ تاديوسيويتز، ريزارد؛ توميكا سوتشو، سيلويا (20 أكتوبر 2016). “تطبيق الشبكة العصبية المحسنة للرادار المخترق للأرض لتوطين مواقع الدفن”. الذكاء الاصطناعي التطبيقي . 30 (9): 844-860 . دوى : 10.1080 / 08839514.2016.1274250 . ISSN 0883-9514 . S2CID 36779388 .  
  17. 1 2 كونيرز، لورانس ب. (1 أبريل 2014) [2013]. تفسير الرادار المخترق للأرض في علم الآثار . روتليدج ودار نشر سي آر سي. ص 220. ISBN  978-1-61132-217-0.
  18. ↑ كونيرز، لورانس (1 أكتوبر 1996). "أدلة أثرية لتحديد تاريخ ثوران بركان لوما كالديرا، سيرين، السلفادور". علم الآثار الجيولوجية . 11 (5): 377-391 . Bibcode : 1996Gearc..11..377C . doi : 10.1002/(SICI)1520-6548(199610)11:5 < 377::AID-GEA1 > 3.0.CO ; 2-5 .
  19. ↑ كونيرز، لورانس ب. (1 سبتمبر 2006). "تقنيات الرادار المخترق للأرض لاكتشاف ورسم خرائط المقابر التاريخية". علم الآثار التاريخي . 40 (3): 64-73 . doi : 10.1007/BF03376733 . ISSN 2328-1103 . S2CID 31432686 .  
  20. 1 2 كونيرز، لورانس ب؛ غودمان، دين (1997). الرادار المخترق للأرض: مقدمة لعلماء الآثار . والنت كريك، كاليفورنيا: مطبعة ألتميرا. ISBN 978-0-7619-8927-1. OCLC 36817059 . 
  21. ↑ كونيرز، لورانس ب. (2018). "موقع من العصور الوسطى في أيرلندا" . الرادار المخترق للأرض والمغناطيسية لتحليل المناظر الطبيعية المدفونة . سلسلة سبرينغر الموجزة في الجغرافيا. تشام: دار سبرينغر للنشر الدولي. ص 75-90 . doi : 10.1007/978-3-319-70890-4_7 . ISBN  978-3-319-70890-4تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يونيو 2021 .
  22. 1 2 وادزورث، ويليام تي دي (22 يوليو 2020). "الجيوفيزياء والمقابر المجهولة: مقدمة موجزة للمجتمعات" . خرائط قصص ArcGIS . تم الاسترجاع في 24 يونيو 2021 .
  23. ↑ «العثور على رفات 215 طفلاً في مدرسة داخلية سابقة في مقاطعة كولومبيا البريطانية» وكالة الصحافة الكندية عبر شبكة APTN الإخبارية . 28 مايو 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 يونيو 2021 .
  24. ↑ «اكتشفت إحدى الأمم الأولى في ساسكاتشوان مئات القبور المجهولة في موقع مدرسة داخلية سابقة» . أخبار سي تي في . 23 يونيو 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 24 يونيو 2021 .
  25. ↑ كيلي، تي بي؛ أنجيل، إم إن؛ أوكونور، دي إي؛ هاف، سي سي؛ موريس، إل؛ واش، جي دي (22 يونيو 2021). "نهج جديد للنمذجة ثلاثية الأبعاد لبيانات الرادار المخترق للأرض (GPR) - دراسة حالة لمقبرة وتطبيقات في التحقيقات الجنائية" . مجلة العلوم الجنائية الدولية . 325 110882. doi : 10.1016/j.forsciint.2021.110882 . ISSN 0379-0738 . PMID 34182205. S2CID 235673352 .   
  26. 1 2 شرودر، داستن م.؛ بينغهام، روبرت ج. بلانكينشيب، دونالد د.؛ كريستيانسون، كنوت؛ ايسن، أولاف. الزهور، جوين E.؛ كارلسون، نانا ب. كوتنيك، ميشيل ر. بادن، جون د.؛ سيجيرت ، مارتن ج. (أبريل 2020). "خمسة عقود من علم الأشعة الجليدية" . حوليات علم الجليد . 61 (81): 1– 13. بيب كود : 2020AnGla..61....1S . دوى : 10.1017/aog.2020.11 . اتش دي ال : 10044/1/77250 . ISSN 0260-3055 . 
  27. ↑ كوليسا، ب.؛ بوث، أ.د.؛ هوبز، أ.؛ هوبارد، أ.ل. (18 ديسمبر 2008). "الرصد الآلي للعمليات الهيدرولوجية تحت الجليدية باستخدام الرادار المخترق للأرض (GPR) بدقة زمنية عالية: النطاق والمخاطر المحتملة" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 35 (24): L24502. Bibcode : 2008GeoRL..3524502K . doi : 10.1029/2008GL035855 . hdl : 2160/7032 . ISSN 0094-8276 . 
  28. ^ بوجورودسكي، في. بنتلي، سي آر؛ جودماندسن، بي (1985). علم الجليد الإشعاعي . د. ريدل للنشر.
  29. ↑ بيليكا، بيتري؛ ريس، دبليو. غاريث، محرران. (16 ديسمبر 2009). الاستشعار عن بعد للأنهار الجليدية: تقنيات رسم الخرائط الطبوغرافية والمكانية والموضوعية للأنهار الجليدية (الطبعة 0 ). مطبعة سي آر سي. doi : 10.1201/b10155 . ISBN  978-0-429-20642-9. S2CID 129205832 . 
  30. 1 2 بامبر، جيه إل؛ غريغز، جيه إيه؛ هوركمانز، آر تي دبليو إل؛ دودسويل، جيه إيه؛ غوغينيني، إس بي؛ هاوت، آي؛ موغينو، جيه؛ بادن، جيه؛ بالمر، إس؛ رينو، إي؛ شتاينهاج، دي. (22 مارس 2013). "مجموعة بيانات جديدة لارتفاع قاع غرينلاند" . الغلاف الجليدي . 7 (2): 499-510 . Bibcode : 2013TCry....7..499B . doi : 10.5194/tc-7-499-2013 . hdl : 1808/18762 . ISSN 1994-0424 . 
  31. ↑ فريتويل، ب.؛ بريتشارد، هـ. د.؛ فوغان، د. ج.؛ بامبر، ج. ل.؛ باراند، ن. إ.؛ وآخرون . (28 فبراير 2013). "Bedmap2: مجموعات بيانات محسّنة لقاع الجليد وسطحه وسُمكه في القارة القطبية الجنوبية" (ملف PDF) . الغلاف الجليدي . 7 (1): 390. Bibcode : 2013TCry....7..375F . doi : 10.5194/tc-7-375-2013 . تاريخ الاسترجاع : 6 يناير 2014 . 
  32. ↑ ألين، كريستوفر (26 سبتمبر 2008). "تاريخ موجز للراديو - صدى سبر الجليد" .
  33. 1 2 داودسويل، جيه إيه؛ إيفانز، إس (1 أكتوبر 2004). "دراسات حول شكل وتدفق الصفائح الجليدية والأنهار الجليدية باستخدام تقنية صدى الراديو" . تقارير عن التقدم في الفيزياء . 67 (10): 1821-1861 . Bibcode : 2004RPPh...67.1821D . doi : 10.1088/0034-4885/67/10/R03 . ISSN 0034-4885 . S2CID 250845954 .  
  34. ↑ دروري، دي جيه (1983). أنتاركتيكا: المجلد الثاني من سلسلة الدراسات الجليدية والجيوفيزيائية . جامعة كامبريدج، معهد سكوت للأبحاث القطبية، كامبريدج.
  35. ↑ غودماندسن، ب. (ديسمبر 1969). "قياس صدى الراديو المحمول جواً للغطاء الجليدي في غرينلاند". المجلة الجغرافية . 135 (4): 548-551 . Bibcode : 1969GeogJ.135..548G . doi : 10.2307/1795099 . JSTOR 1795099 . 
  36. ↑ روبن، جي. دي كيو. (1975). "الاستشعار بالصدى الراديوي: تفسيرات وتطبيقات علم الجليد" . مجلة علم الجليد . 15 (73): 49-64 . doi : 10.3189/S0022143000034262 . ISSN 0022-1430 . 
  37. ↑ ستينسون، بي أو (1951). طرق الرادار لاستكشاف الأنهار الجليدية (دكتوراه). معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا.
  38. ^ ستيرن ، دبليو (1930). مبادئ وطرق ونتائج قياس السمك الكهروديناميكي للجليد الجليدي . Zeitschrift für Gletscherkunde 18، 24.
  39. ↑ تورتشيتي، سيمون؛ دين، كاترينا؛ نايلور، سيمون؛ سيجرت، مارتن (سبتمبر 2008). "الحوادث والفرص: تاريخ قياس صدى الراديو في القارة القطبية الجنوبية، 1958-1979" . المجلة البريطانية لتاريخ العلوم . 41 (3): 417-444 . doi : 10.1017/S0007087408000903 . hdl : 1842/2975 . ISSN 0007-0874 . S2CID 55339188 .  
  40. ↑ بينغهام، آر جي؛ سيجرت، إم جيه (1 مارس 2007). "قياس صدى الراديو فوق الكتل الجليدية القطبية" . مجلة الجيوفيزياء البيئية والهندسية . 12 (1): 47-62 . Bibcode : 2007JEEG...12...47B . doi : 10.2113/JEEG12.1.47 . hdl : 2164/11013 . ISSN 1083-1363 . 
  41. ↑ بيكاردي، ج. (23 ديسمبر 2005). "استكشافات رادارية لباطن سطح المريخ" . مجلة ساينس . 310 (5756): 1925-1928 . Bibcode : 2005Sci...310.1925P . doi : 10.1126/science.1122165 . ISSN 0036-8075 . PMID 16319122 .  
  42. ↑ كوفمان، دبليو؛ هيريك، أ؛ باربين، واي؛ باريو، جيه-بي؛ سيارليتي، في؛ كليفورد، إس؛ إيدنهوفر، بي؛ إلاشي، سي؛ إيرود، سي؛ غوتيل، جيه-بي؛ هيغي، إي. (31 يوليو 2015). "خصائص باطن 67P/تشوريوموف-جيراسيمينكو كما كشفها رادار CONSERT" . مجلة ساينس . 349 (6247) aab0639. Bibcode : 2015Sci...349b0639K . doi : 10.1126/science.aab0639 . ISSN 0036-8075 . PMID 26228153 .  
  43. ^ سيو، روبرتو. فيليبس، روجر J.؛ بيكاري، دانييلا؛ أوروسي، روبرتو؛ ماسديا، أرتورو؛ بيكاردي، جيوفاني؛ صفايينلي، علي؛ كامبل، بروس أ. بلوت، جيفري J.؛ مارينانجيلي، لوسيا؛ سمريكار، سوزان إي. (18 مايو 2007). "رادار شاراد على متن مركبة استطلاع المريخ المدارية" . مجلة البحوث الجيوفيزيائية . 112 (E5): E05S05. بيب كود : 2007JGRE..112.5S05S . دوى : 10.1029/2006JE002745 . ردمك 0148-0227 . 
  44. ↑ بلانكنشيب، د.د. (2018). "أسباب أوروبا". الجمعية العلمية الثانية والأربعون للجنة أبحاث الفضاء الأوروبية . 42. و5 آخرين.
  45. ^ بروزوني، إل. البرتي، ج. كاتالو، سي؛ فيرو، أ؛ كوفمان، دبليو؛ أوروسي، آر (مايو 2011). “السبر الراداري تحت السطح لجوفيان مون جانيميد”. وقائع IEEE . 99 (5): 837-857 . دوى : 10.1109/JPROC.2011.2108990 . ISSN 0018-9219 . S2CID 12738030 .  
  46. ↑ "الأحجار الكريمة والتكنولوجيا - رؤية تحت الأرض" . مشروع غانوكسين. مؤرشف من الأصل بتاريخ 22 فبراير 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 فبراير 2014 .
  47. ↑ التوافق الكهرومغناطيسي ومسائل طيف الراديو (ERM) . مدونة قواعد الممارسة فيما يتعلق بالتحكم في أنظمة ومعدات رادار الاستكشاف الأرضي (GPR) ورادار الاستكشاف الجداري (WPR) واستخدامها وتطبيقها. المعهد الأوروبي لمعايير الاتصالات . سبتمبر 2009. ETSI EG 202 730 V1.1.1.
  48. ↑ "مولد نبضات للرادار المخترق للأرض" (ملف PDF) . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 18 أبريل 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25 مارس 2013 .
  49. ↑ جورافليف، أ. ف.؛ إيفاشوف، س. إ.؛ رازيفيج، ف. ف.؛ فاسيليف، إ. أ.؛ تورك، أ. س.؛ كيزيلاي، أ. (2013). "رادار تصوير تحت السطح ثلاثي الأبعاد لتطبيقات الهندسة المدنية" (ملف PDF) . المؤتمر الدولي للرادار 2013. المؤتمر الدولي للرادار. شيآن، الصين: IET. ص 65. doi : 10.1049/cp.2013.0111 . ISBN  978-1-84919-603-1تمت أرشفة الملف (PDF) من النسخة الأصلية بتاريخ 29 سبتمبر 2013. تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 سبتمبر 2013 .
  50. ↑ إيفاشوف، إس. آي.؛ رازيفيج، في. في.؛ فاسيليف، آي. إيه.؛ جورافليف، إيه. في.؛ بيشتل، تي. دي.؛ كابينيري، إل. (2011). "رادار هولوغرافي تحت سطحي من نوع RASCAN: التطوير والتطبيق" ( ملف PDF) . مجلة IEEE للمواضيع المختارة في تطبيقات رصد الأرض والاستشعار عن بعد . 4 (4): 763-778 . Bibcode : 2011IJSTA...4..763I . doi : 10.1109/JSTARS.2011.2161755 . S2CID 12663279. مؤرشف (ملف PDF) من الأصل في 29 سبتمبر 2013. تم الاسترجاع في 26 سبتمبر 2013 . 
  51. ↑ "أنظمة الرادار المخترق للأرض (GPR) - مورفي سيرفيز" . www.murphysurveys.co.uk . مؤرشف من الأصل بتاريخ 10 سبتمبر 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 سبتمبر 2017 .
  52. ↑ إيكيس، سي.؛ نيدوتشا، ب.؛ تاكاكس، ب. (2014). وقائع المؤتمر الدولي الخامس عشر حول الرادار المخترق للأرض . الصفحات 368-371 . doi : 10.1109/ICGPR.2014.6970448 . ISBN  978-1-4799-6789-6. S2CID 22956188 . 
  53. ↑ "اجتماع دولي حول تقنيات الحفر بدون خنادق في سنغافورة - مجلة تكنولوجيا الحفر بدون خنادق" . مجلة تكنولوجيا الحفر بدون خنادق . 30 ديسمبر 2010. تاريخ الاطلاع: 10 سبتمبر 2017 .
  • جوفر، رقيب م.، أمين إيهاموتين، يان جويات، شريدهار س. تودكار، ديفيد جيلبرت، علي عساف، وخافيير ديروبير. 2022. "دراسة عددية أولية لمقارنة الطريقة الفيزيائية وطرق التعلم الآلي المطبقة على بيانات الرادار المخترق للأرض لتوصيف شبكة المرافق تحت الأرض". الاستشعار عن بعد 14، العدد 4: 1047. https://doi.org/10.3390/rs14041047

للمزيد من القراءة

يمكن الاطلاع على نظرة عامة على التطبيقات العلمية والهندسية في:

  • جول، إتش إم، محرر. (2008). نظرية وتطبيقات الرادار المخترق للأرض . إلسيفير.
  • بيرسيكو، رافاييل (2014). مقدمة في الرادار المخترق للأرض: التشتت العكسي ومعالجة البيانات . جون وايلي وأولاده.

يمكن الاطلاع على نظرة عامة على الأساليب الجيوفيزيائية في علم الآثار في الأعمال التالية:

  • كلارك، أنتوني ج. (1996). رؤية ما تحت التربة. أساليب التنقيب في علم الآثار . لندن، المملكة المتحدة: بي تي باتسفورد المحدودة.
  • كونيرز، لورانس ب؛ غودمان، دين (1997). الرادار المخترق للأرض: مقدمة لعلماء الآثار . والنت كريك، كاليفورنيا: مطبعة ألتميرا. ISBN 978-0-7619-8927-1. OCLC 36817059 . 
  • غافني، كريس؛ جون غيتر (2003). الكشف عن الماضي المدفون: الجيوفيزياء لعلماء الآثار . ستراود، المملكة المتحدة: تيمبوس.