Radar de Penetración Terrestre (GPR) integrado en dron

El GPR integrado con un dron permite ver a través de la superficie del suelo, el hielo, las rocas y el agua dulce en entornos peligrosos sin comprometer la seguridad del personal, lo que proporciona una solución adicional para inspecciones más eficientes. El parámetro más importante del sistema GPR es la frecuencia central. En general, ésta define la penetración máxima (si la potencia de impulso no supera los límites permitidos en la mayoría de los países), así cómo la resolución y capacidad para detectar objetos de un tamaño determinado.

El sistema consiste en un UAV integrado con un radar de penetración terrestre (GPR). La plena integración se garantiza añadiendo al sistema el ordenador de a bordo SkyHub. El vuelo del dron se planifica y gestiona mediante el software de planificación de vuelos UgCS.

Aplicaciones

Búsqueda y localización de servicios subterráneos (tuberías y cables)
Cavidades, huecos, túneles
Arqueología Estudios de nieve/hielo
Prevención de desprendimientos
Geofísica de exploración
Seguimiento de TSF
Batimetría de agua dulce

Beneficios

Eficiencia de tiempo. Adquisición de datos más rápida en comparación con los métodos tradicionales: la velocidad, la eficiencia, la flexibilidad y la reducción del tiempo de configuración hacen que el GPR basado en UA V sea adecuado para la adquisición rápida de datos.
Accesibilidad. El dron puede llegar a lugares inaccesibles a pie: acceda a zonas remotas o de difícil acceso que pueden resultar inaccesibles o peligrosas para los equipos de topografía terrestre.
Precisión. El posicionamiento preciso del dron, los sistemas de telemetría, el GPS incorporado y el modo de vuelo automatizado garantizan mediciones de gran exactitud y un seguimiento preciso de las líneas de medición.

Sistemas universales de GPR para encuestas de drones y terrestres

Mientras que las aplicaciones principales de GPR son terrestres, GPR montado en drones permite el mapeo de glaciares, tuberías enterradas y vacíos subterráneos sin contacto con el suelo. Su capacidad de seguimiento de terreno de baja altitud garantiza perfiles precisos a través del hielo, la arena, el suelo y las aguas poco profundas. Integrados con SkyHub y UgCS, los estudios UAV GPR mantienen una altitud constante para obtener resultados repetibles, centímetros precisos y georreferenciados.

Cómo funciona un sistema universal de GPR (aerotransportado y terrestre)

Los principios físicos siguen siendo los mismos, ya sea que el GPR esté montado en un avión no tripulado o operado en tierra.

El sistema GPR basado en UAV vuela bajo y constante, manteniendo una altura de antena constante por encima de la superficie para garantizar la penetración subsuperficial y la calidad de los datos.
El transmisor de radar emite pulsos electromagnéticos cortos dirigidos hacia el suelo.
Estos pulsos viajan a través de materiales subterráneos, con su velocidad y atenuación determinadas por la permitividad y conductividad dieléctrica de cada material.
Cuando un pulso se encuentra con un objeto enterrado o un límite entre los materiales contrastantes, parte de la energía se refleja hacia arriba, mientras que el resto continúa propagándose más profundamente.
La antena receptora captura estos ecos que regresan, registrando tanto su amplitud como el tiempo de viaje bidireccional.
El GPR procesa y transmite datos en bruto, mientras que el ordenador complementario a bordo SkyHub lo registra junto con GNSS y lecturas de altímetro, asegurando que cada rastro esté marcado con precisión y georeferenciado.
El software de postprocesamiento, como GeoHammer, Prism2 o Geolitix, convierte las trazas grabadas en radargramas (perfiles subsuperficiales), donde las hipérbolas y los contrastes revelan interfaces, objetos o vacíos enterrados.
Finalmente, las profundidades se calculan a partir del tiempo de viaje de la señal y la velocidad de onda estimada dentro del material estudiado.

Profundidad y resolución de GPR sobre drones

La profundidad que se puede interpretar a partir de los datos del radar penetrante en tierra depende de la frecuencia de la antena y de las propiedades eléctricas del material estudiado. En aplicaciones de UAV, la penetración normalmente oscila entre unas pocas decenas de centímetros y varios metros. Las antenas de alta frecuencia (por ejemplo, 1000 MHz) proporcionan un detalle más fino pero un alcance más profundo, mientras que los sistemas de baja frecuencia (50-300 MHz) pueden detectar estructuras más profundas o más grandes con una resolución más baja. La humedad y la salinidad también afectan fuertemente la profundidad de la señal de radar que puede viajar y devolver reflejos útiles.


Antena / Frecuencia	Penetración típica de un drone1	Objetivo más pequeño aproximado2	Lo mejor para (ejemplos)	Altitud recomendada	Notas
1000 MHz	0.3–0.5 m	5–10 cm	Características arqueológicas poco profundas, capas delgadas de hielo/nieve, servicios cercanos a la superficie	≤ 1 m	La más alta resolución; más afectado por la humedad del suelo; mantener AGL bajo y estable
500-600 MHz	~1–2 m	10–20 cm	Espesor de hielo/nieve, pantalla de vacío poco profundo, preparación para el sitio de construcción	≤ 1–1.5 m	Profundidad equilibrada vs. resolución; buena frecuencia de “primer paso” para trabajos de terreno abierto
50–300 MHz (LF)	~4–30 m +	30-100 cm	Grandes vacíos, arenas secas gruesas, estudios de rocas poco profundas o geología, perfiles de glaciares	≤ 2 m	La penetración más profunda en el costo de la resolución

1 La penetración típica supone materiales secos de baja conductividad y la altitud de vuelo listada para cada frecuencia. 2 El tamaño de diana detectable más pequeño es aproximado y depende de las condiciones del suelo y de la relación señal-ruido.

GPR para drones