Comparative analysis of two thickness gauging algorithms for plane-layered media using impulse georadars

  • Д. О. Батраков Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, факультет радиофизики, биомедицинской электроники и компьютерных систем пл. Свободы 4, Харьков, 61022, Украина
  • У Диюн Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, факультет радиофизики, биомедицинской электроники и компьютерных систем пл. Свободы 4, Харьков, 61022, Украина
  • К. С. Белошенко Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, факультет радиофизики, биомедицинской электроники и компьютерных систем пл. Свободы 4, Харьков, 61022, Украина
  • М. С. Антюфеева Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина, факультет радиофизики, биомедицинской электроники и компьютерных систем пл. Свободы 4, Харьков, 61022, Украина
  • А. Г. Батракова Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет. ул. Ярослава Мудрого 25, Харьков, 61001, Украина
Keywords: thickness measurement, GPR, subsurface sounding, impulse signals

Abstract

A comparative analysis of two methods for processing ultra-wideband signals of pulsed ground penetrating radar during monitoring the current condition of non-rigid pavements was provided. The high efficiency of inspections of highways with the help of GPR systems installed on the automobile laboratory was confirmed. The use of georadars ensures low monitoring cost due to the possibility of obtaining primary data while car-laboratory moves at a speed of traffic flow, and on the other hand, by eliminating such costly control operations as core sampling and cutting of the pavement. The advantages of using the Hilbert transform and integral transform to ensure reliable and convenient separation of partial pulses in complex signals reflected from plane-layered media with closely spaced internal boundaries (thin layers) are also established. The practical criteria for the limits of the application of visual signal processing and practical recommendations for the further improvement of algorithms for the interpretation of GPR data arrays are indicated.

Downloads

Download data is not yet available.

References

Batrakov D.O., Zhuck N.P. Solution of a General Inverse Scattering Problem Using the Distorted Born Approximation and Iterative Technique. Inverse Problems. - Feb., 1994. - vol.10, № 1. - Р.39-54.

Батраков Д.О. Качество и эффективность обработки информации при радиоволновом контроле слоистонеоднородных диэлектриков многочастотным методом. Дефектоскопия РАН. – 1998. – N8. – С.68-76.

Loizos A. Accuracy of pavement thicknesses estimation using different ground penetrating radar analysis approaches./ Loizos A.; Plati C. / NDT E Int. 2007, 40, 147–157.

Oliveira D.B. A well posed inverse problem for automatic pavement parameter estimation based on GPR data. / Oliveira D.B.; Vieira D.A.G.; Lisboa A.C.; Goulart F./ NDT E Int. 2014, 65, 22–27.

Dong Z. Rapid Detection Methods for Asphalt Pavement Thicknesses and Defects by a Vehicle-Mounted Ground Penetrating Radar (GPR) System. / Dong Z.; Ye S.; Gao Y.; Fang G.; Zhang X.; Xue Z.; Zhang T. / Sensors 2016, 16(12), 2067; https://doi.org/10.3390/s16122067. http://www.mdpi.com/1424-8220/16/12/2067

Solla M. Approach to identify cracking in asphalt pavement using GPR and infrared thermographic methods: Preliminary findings. / Solla, M.; Lagüela, S.; González-Jorge, H.; Arias, P./ NDT E Int. 2014, 62, 55–65.

Pochanin, G. P.; Masalov, S. A.; Ruban, V. P.; Kholod, P. V.; Batrakov, D. O.; Batrakova, A. G.; Urdzik, S. N.; Pochanin, O. G., Advances in Short Range Distance and Permittivity Ground Penetrating Radar Measurements for Road Surface Surveying, in: Advanced Ultrawideband Radar: Signals, Targets and Applications. CRC Press - Taylor & Francis Group, London, 2016. 20-65. ISBN 9781466586574.

Батраков Д.О. Определение толщин слоев дорожной одежды методом георадиолокационного зондирования / Д.О. Батраков, А.Г. Батракова, Д.В. Головин, О.В. Кравченко, Г.П. Почанин // Физические Основы Приборостроения, 2014, Том 3, №2, с. 46-57.

Батраков Д.О. Обработка импульсных сигналов при толщинометрии биологических тканей и неразрушающем контоле / Д.О. Батраков // Вісник Харківського національного університету імені В.Н.Каразіна. – Х. : ХНУ, 2016. – вип. 25. – С. 48-52. – (Серія: «Радіофізика та електроніка»)

Pérez-Gracia V. GPR evaluation of the damage found in the reinforced concrete base of a block of flats: A case study. / Pérez-Gracia, V.; García, F.G.; Abad, I.R./ NDT E Int. 2008, 41, 341–353.

Batrakov D.O. Hilbert transform application to the impulse signal processing / D.O. Batrakov, A.G. Batrakova , D.V. Golovin, A.A. Simachev // «UWBUSIS’2010» : 5th International Conference on Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals, 6-10 September, 2010, Sevastopol, Ukraine : Proceedings. – Sevastopol, 2010. – Р. 113–115.

Astanin L. Yu. The structural features of ultrawideband signals / L. Yu. Astanin, M. V. Kipke, V. V. Kostyleva // Proceedings of UWBUSIS’2008 – Sevastopol, Ukraine. – 2008. – 15-19 September, P. 180-182.

Ground penetrating radar, theory and applications / [Jol Harry M. (Editor)]. – Amsterdam : Elsevier B.V., 2009. – 508 р.

Saarenketo T. Road evaluation with ground penetrating radar / T. Saarenketo, T. Scullion // Journal of Applied Geophysics. – 2000. – Vol. 43. – P. 119–138.

Владов М.Л. Введение в георадиолокацию : учеб. пособие [для студ. висш. уч. завед.] / Владов М.Л., Старовойтов А.В. – М. : МГУ, 2004. – 153 с.

Батраков Д.О. Сравнительный анализ итерационного и генетического алгоритмов решения обратных задач рассеяния / Д.О. Батраков, Д.В. Головин, О.Д. Батраков // Вестник ХНУ - радиофизика и электроника, 2013, № 1067, вып. 22, с. 82-85.

Batrakov D.O. GPR data processing for evaluation of the subsurface cracks in road pavements / Dmitry O. Batrakov; Mariya S. Antyufeyeva; Alexandr V. Antyufeyev; Angelika G. Batrakova // 2017 9th International Workshop on Advanced Ground Penetrating Radar (IWAGPR), Year: 2017, Pages: 1 – 6, Edinbourg, Scotland, IEEE Conference Publications DOI: 10.1109/IWAGPR.2017.7996072

Пат. 113916 Україна, (51) МПК E01C 23/00, G01R 29/08 (2006.01) Спосіб виявлення підповерхневих тріщин у асфальтобетонному покритті дороги під час руху діагностичної лабораторії в транспортному потоці / Батраков Д.О., Урдзік С.М., Почанін Г.П., Батракова А. Г.; заявник та патентоутримувач Батраков Д.О., Урдзік С.М., Почанін Г.П., Батракова А. Г. – а201511191; заявл. 13.11.2015; опубл. 27.03.2017, Бюл. № 6/2017 http://base.ukrpatent.org/searchINV/search.php?action=search

Published
2019-04-10
Cited
How to Cite
Батраков, Д. О., Диюн, У., Белошенко, К. С., Антюфеева, М. С., & Батракова, А. Г. (2019). Comparative analysis of two thickness gauging algorithms for plane-layered media using impulse georadars. Visnyk of V.N. Karazin Kharkiv National University, Series “Radio Physics and Electronics”, (28), 16-23. Retrieved from https://periodicals.karazin.ua/radiophysics/article/view/12540