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Ground Penetrating Radar
This book offers an overview of modern advances in Ground Penetrating Radar (GPR) for the reader hoping to understand comprehensive electromagnetic culture, combining instrumental development of radar, signal processing, imaging, and calibration/correction of measured data. GPR has a multi-disciplinary character that can bring together a diverse and broad community. Of concern are the design and optimization of innovative radars, by virtue of the antennas and associated electronics, imaging algorithms, methodological diversity, calibration procedures, and the development of tools for the interpretation of data in mono-static or multi-static configurations within frequency or transient domains. This book provides illustrations in civil engineering for the diagnosis of transport infrastructures and buildings, archeological surveys for the appreciation of cultural heritage, detection of underground pipes and cavities, estimation of soil water content for agriculture, and mapping of root trees developing underground, and in planetology, the analysis of the internal structure of planets and other celestial bodies through electromagnetic waves.
Measurements using Optic and RF Waves
The scientific and technical basis underpinning modern measurement techniques used for electromagnetic quantities and phenonema is necessarily wide-ranging, as the electromagnetic environment spans all possible frequencies and wavelengths. Measurements must be applicable in fields as varied as nanotechnologies, telecommunications, meteorology, geo-location, radio-astronomy, health, biology, and many others. In order to adequately cover the many different facets of the topic, this book provides examples from the entire range of the electromagnetic spectrum — covering frequencies from several hertz to terahertz, and considering wavelength distances ranging from nanometers to light-years in o...
Chapitre 1 - Imagerie électromagnétique des données GPR : théorie et expériences
Ce chapitre analyse en profondeur les approches tomographiques pour l'imagerie électromagnétique GPR, en se concentrant sur les méthodes qualitatives et linéarisées. Il présente des algorithmes testés sur des données expérimentales, basés sur une formulation de Green scalaire. Les méthodes d'imagerie discutées incluent LSM, OSM et B-IS, ainsi que des approches linéarisées. Des expériences sur des données de laboratoire démontrent l'efficacité de ces techniques pour identifier précisément des cibles 3D. Mots-clés : tomographie, imagerie qualitative, méthodes linéarisées, expérimentation. DOI : 10.51926/ISTE.9157.ch1
Globus
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Chapitre 6 - Évaluation des chaussées flexibles par GPR : 20 ans de R&D en France
Ce chapitre présente 20 ans de R&D en France sur l'évaluation des chaussées flexibles par GPR. Il analyse l'état de l'art des inspections routières, détaille les systèmes GPR et leur acquisition, puis aborde le traitement et l'interprétation des données. De nouvelles approches sont proposées pour améliorer les évaluations, notamment des algorithmes de retard temporel à haute résolution. Le potentiel de l'inversion de forme d'onde complète et du radar à synthèse d'ouverture tomographique est également souligné. Mots-clés : contrôle des chaussées flexibles, diagnostic rapide, algorithmes de retard temporel à haute résolution, radar à synthèse d'ouverture. DOI : 10.51926/ISTE.9157.ch6
Chapitre 2 - Inversions non linéaires et hybrides pour l’imagerie radar à pénétration de sol
Ce chapitre aborde les méthodes non linéaires et hybrides pour l'imagerie GPR, visant à cartographier les paramètres électromagnétiques d'objets enfouis. Il présente une approche déterministe non linéarisée basée sur la méthode de Newton inexacte, puis explore des techniques hybrides combinant une méthode qualitative de retard et de somme avec l'algorithme précédent. Des exemples comparatifs démontrent la supériorité de l'approche hybride dans une configuration quasi-monostatique. Mots-clés : inversion non linéaire, méthodes hybrides, imagerie électromagnétique, détection d'objets enfouis. DOI : 10.51926/ISTE.9157.ch2
Chapitre 8 - Radars sondeurs et à pénétration de sol pour l’exploration du système solaire : focus sur Mars
Ce chapitre explore l'utilisation des radars d'auscultation et GPR dans l'exploration planétaire, en se concentrant sur Mars. Il présente un aperçu des radars passés, actuels et futurs, et analyse les contraintes de conception. Le chapitre détaille la caractérisation du sous-sol martien par des radars orbitaux et au sol, soulignant leur complémentarité. Il se focalise ensuite sur le développement de WISDOM pour la mission ExoMars, illustrant les défis spécifiques à l'exploration spatiale Mots-clés : exploration planétaire, radar d'auscultation, sous-sol martien, mission ExoMars. DOI : 10.51926/ISTE.9157.ch8
Le Sahara
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Chapitre 5 - Équation radar à ondes complètes pour la propagation des ondes dans les milieux multicouches et ses applications
Ce chapitre présente les formulations en champ lointain et proche pour la modélisation des données radar en ondes complètes. Il explique les différences entre ces approches et leur application dans des milieux multicouches. Le texte illustre l'utilisation de ces modèles pour la cartographie de l'humidité du sol et la reconnaissance des gestes. Les auteurs soulignent le besoin d'approfondir l'analyse de l'approche en champ proche, notamment pour la calibration. Mots-clés : équation radar en ondes complètes, modélisation champ proche/lointain, milieux multicouches, télédétection, applications radar (humidité du sol, reconnaissance de gestes). DOI : 10.51926/ISTE.9157.ch5
