А.А. Аверин1, В.В. Антипов2, Д.С. Горкин3, В.В. Копейкин4, Д.А. Смирнов5, А.А. Пивторак6, В.И. Сахтеров7

1–5,7 Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (Москва, Россия)

6 Deep GPR Research (Санкт-Петербург, Россия)

7 ООО «НПО Радиолокация в геофизике и радиофизике» (Москва, Россия)

3 gorkin@izmiran.ru, 6 info@deep-gpr.com, 7 sakhterov@mail.ru

Постановка проблемы. В геофизике (в разделе электроразведка) за последние 45 лет широкое распространение получил георадиолокационный метод подповерхностного радиозондирования (георадар). Бесконтактный способ измерения на основе распространения и отражения электромагнитных волн придает георадарному методу измерения преимущества перед классическими методами электроразведки, расширяя область применения и детализацию исследований. Кроме того, метод георадаров позволяет проводить измерения на некотором расстоянии прибора от поверхности.

Цель. Предложить теорию расчетов предельных глубин для разных пород, провести численные расчеты и сравнить полученные результаты с экспериментальными данными. Обобщить практические данные использования георадаров с разделением на подповерхностные и глубинные. Показать области применения и глубины исследований георадаров различных изготовителей.

Результаты. Представлена теория расчета предельных глубин георадиолокации на базе формул Максвелла, связанных с частотой и проводимостью пород. Приведены формулы и построены графики, которые указывают на сходимость расчетов по классической адаптированной формуле радиолокации для полупроводящих сред горных пород. По данной формуле произведены расчеты в полупроводящих средах горных пород с разным погонным затуханием. Выполнено сравнение полученных численных значений с результатами практических работ, подтверждающих эти расчеты.

Практическая значимость. На основе теоретических расчетов и экспериментальных данных появилась возможность произвести частотное разделение классических высокочастотных и низкочастотных глубинных георадаров, а также показать влияние характеристик различных пород на результаты подповерхностного радиозондирования для низкочастотных георадаров повышенной мощности на глубине 200 м и более.

Аверин А.А., Антипов В.В., Горкин Д.С., Копейкин В.В., Смирнов Д.А., Пивторак А.А., Сахтеров В.И. Развитие глубинной георадиолокации // Электромагнитные волны и электронные системы. 2025. Т. 30. № 3. С. 62−75. DOI: https://doi.org/10.18127/ j15604128-202503-08

1. Попов А.В., Прокопович И.В., Едемский Д.Е., Морозов П.А., Беркут А.И. Глубинный георадар: принципы и применение // Электромагнитные волны и электронные системы. 2018. Т. 23. № 4. С. 28–36.
2. Волкомирская Л.Б., Гулевич О.А., Варенков В.В., Резников А.Е., Сахтеров В.И. Современные георадары серии «ГРОТ» для экологического мониторинга // Экологические системы и приборы. 2012. № 5. С. 3–5.
3. Радиотехнический прибор подповерхностного зондирования (георадар) «ОКО-3». Универсальный базовый комплект. Техническое описание. Инструкция по эксплуатации. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.geotech.ru/ images/georadary/teh_opisanie_na_oko3_ot_17-10-18.pdf?ysclid=mb9d8uih9g928069490, дата обращения 12.03.2025.
4. Geoscanners AB. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.geoscanners.com/, дата обращения 12.03.2025.
5. Финкельштейн М.И. Основы радиолокации. М.: Советское радио. 1973. 496 с.
6. Теоретические основы радиолокации / Под ред. В.Е. Дулевича. Изд. 2-е. М.: Советское радио. 1978. 607 с.
7. Финкельштейн М.И., Кутев В.А., Золотарев В.П. Применение радиолокационного подповерхностного зондирования в инженерной геологии. М.: Недра. 1986. 128 с.
8. Аверин А.А., Антипов В.В., Горкин Д.С. Способ сравнения параметров георадаров // Электромагнитные волны и электронные системы. 2024. Т. 29. № 5. С. 71−75. DOI 10.18127/j15604128-202405-11.
9. Горкин Д.С. Сравнение георадаров Питон, Тритон, Грот, Лоза, Сфера // Тезисы XV науч.-технич. конф. «Радиолокационные системы малой и сверхмалой дальности». М.: ИЗМИРАН. 2024. С. 124–128.
10. Баскаков С.И. Основы электродинамики. М.: Советское радио. 1973. 248 с.
11. Иванов А.А., Новиков П.В., Новиков К.В. Электроразведка: учеб. пособие. М: МГРИ. 2022. 80 с.
12. Добрынин В.М., Вендельштейн Б.Ю., Резванов Р.А., Африкян А.Н. Промысловая геофизика. М.: Недра. 1986. 342 с.
13. Владов М.Л., Судакова М.С. Георадиолокация: от физических основ до перспективных направлений: учеб. пособие. М.: ГЕОС. 2017. 240 с.
14. ООО «Компания ВНИИСМИ». [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.geo-radar.ru/articles/article5.php#1, дата обращения 12.03.2025.
15. Moorman B., Robinson S., Burgess M. Imaging near-surface permafrost structure and characteristics with Ground-Penetrating Radar // Recorder. 2007. V. 32. № 2. P. 23–30.
16. Depth to Bedrock Survey | EARTHSCAN. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.earthscantech.com/project-1, дата обращения 12.03.2025.
17. Lithium Pegmatites Exploration | Groundradar. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://groundradar.com/services/re-source-exploration/lithium-pegmatites, дата обращения 12.03.2025.
18. GPR Systems for Geophysics and Environmental Assessment. [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://www.geo-physical.com/wp-content/uploads/2019/12/GSSI-GPRforGeophysicsEA.pdf, дата обращения 12.03.2025.
19. Гулевич О.А., Волкомирская Л.Б., Варенков В.В., Резников А.Е., Тригубович Г.М., Чернышев А.В. Изучение распределения проводимости в криолитозоне на основе данных метода отраженных электромагнитных волн (МОЭМВ) // Журнал радиоэлектроники. 2021. № 9. DOI 10.30898/1684-1719.2021.9.6.
20. Варенков В.В., Горкин Д.С., Смирнов Д.А., Сахтерова Т.В., Сахтеров В.И. Результаты экспериментов с георадаром «Сфера» // Электромагнитные волны и электронные системы. 2024. Т. 29. № 5. С. 66−70. DOI 10.18127/j15604128-202405-10.
21. Патент на полезную модель RUS218691 от 06.06.2023. Георадар для радиолокационного зондирования подстилающей поверхности / Горкин Д.С., Варенков В.В., Сахтеров В.И.
22. Патент на полезную модель RU219610U1 от 27.07.2023. Передатчик георадара / Горкин Д.С., Сахтеров В.И.