社団法人 物理探査学会
第140回(2019年度春季)学術講演会


レイトレーシングを用いた地中レーダの波動伝播シミュレーション

講演要旨(和文)
地中レーダとは,高周波の電磁波を地中に放射し,物体から反射してきた電磁波の反射往復時間を計測することで地下の構造を把握する探査手法である.本研究では,地中レーダの波動伝播シミュレーションでよく用いられる時間領域差分法(FDTD)法によるシミュレーションではなく,電磁波の伝播経路を用いてその電磁波の振る舞いをシミュレートする,レイトレーシングプログラムを開発した.FDTD法とは異なり,レイトレーシングではセルを設定しないため,データ解析の時間を軽減することができる.開発したプログラムでは,地層境界間の最短経路を地層境界に直交する法線として設定し,送信アンテナから地中に放射された電磁波が地層境界で反射し,受信アンテナに到達するまでの電磁波の反射応答をシミュレートした.最後に,篠栗九大の森での地中レーダ探査で得られたデータを用いて,レイトレーシングシミュレーションを行った.

講演要旨(英文)
Ground penetrating radar (GPR) is a method of exploring near-surface structure by transmitting high frequency electromagnetic waves into the ground and measuring the travel time of the electromagnetic waves reflected at the buried object. For the simulation of GPR, the Finite Difference Time Domain (FDTD) method is commonly used. We developed a ray tracing program instead of FDTD method for GPR analysis and examined raypaths in the survey area. In this program, the shortest paths to boundaries are set for normal vector at boundaries to simulate the reflection responses. In order to evaluate a performance of this program, we applied the ray tracing program to the data of the field survey at Forest Sasaguri Kyushu University.