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透とおる地雷じらい達たち

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在ざい美國びくに阿おもね拉ひしげ巴ともえ馬うま州しゅう探測たんそく到いた地下ちか舊きゅう墓地ぼち的てき透とおる地雷じらい達たち回かい波なみ圖ず。双そう曲きょく线反射はんしゃ波は代表だいひょう地下ちか有ゆう物體ぶったい埋藏まいぞう，可能かのう與あずか人的じんてき墓はか葬そう有ゆう關せき。

透とおる地雷じらい達たち（Ground-penetrating radar，縮寫しゅくしゃ：GPR[1]）是ぜ以雷達たち脈みゃく衝波探測たんそく地表ちひょう以下いか狀況じょうきょう並なみ成なり像ぞう（英えい语：Geophysical imaging）的てき儀ぎ器き。這是以無線むせん電でん譜ふ（英えい语：Radio spectrum）上うえ的てき微ほろ波なみ（UHF/VHF）波なみ段だん電磁波でんじは進行しんこう的てき一いち種しゅ无损检测方式ほうしき，並なみ接收せっしゅう因いん為ため地表ちひょう下か各種かくしゅ物體ぶったい結構けっこう造成ぞうせい的てき雷かみなり達たち反射はんしゃ波は。透とおる地雷じらい達たち可か以在岩石がんせき、土壤どじょう、冰、淡水たんすい、人ひと行道ぎょうどう以及各種かくしゅ結構けっこう物もの等とう介かい質しつ使用しよう。透とおる地雷じらい達たち可か探測たんそく到いた地表ちひょう下か的てき物質ぶっしつ、材質ざいしつ變化へんか、空隙くうげき和わ裂きれ隙すき等とう[2]。

原理げんり

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透とおる地雷じらい達たち使用しよう高だか頻しき率りつ且通常つうじょう被ひ極きょく化か的てき無線むせん電波でんぱ，並なみ且將電波でんぱ發射はっしゃ入にゅう地表ちひょう之の下した。當とう電磁波でんじは撞擊到いた埋うめ在ざい地表ちひょう下か的てき物體ぶったい或ある到達とうたつ介かい電でん常數じょうすう變化へんか的てき邊あたり界かい時じ，天てん線せん接收せっしゅう到いた的てき反射はんしゃ波は會かい記錄きろく下か反射はんしゃ回かい波は（英えい语：Signal reflection）的てき訊號差異さい。所ところ涉わたる及的原理げんり類似るいじ於反射はんしゃ地震じしん學がく（英えい语：Reflection seismology），但ただし使用しよう的てき是ぜ電磁でんじ學がく能のう，而非声こえ学がく能のう，並なみ且電磁波でんじは會かい在ざい不同ふどう介かい電でん常數じょうすう的てき邊あたり界かい處しょ反射はんしゃ，而聲波は是ぜ在ざい聲こえ波は阻抗差異さい邊べ界かい[2]。

透とおる地雷じらい達たち可か探測たんそく的てき深度しんど範圍はんい受到地表ちひょう下か物質ぶっしつ的てき電導でんどう率りつ、發射はっしゃ波は中心ちゅうしん頻しき率りつ和わ發射はっしゃ波は功こう率りつ限げん制せい。電導でんどう率りつ上じょう升ます時じ電磁波でんじは探測たんそく深度しんど就會下降かこう，這是因いん為ため電磁でんじ學がく能會のうかい更さら快速かいそく經由けいゆ熱ねつ能のう消耗しょうもう，使つかい訊號強度きょうど隨ずい深度しんど增加ぞうか而衰減げん。高こう頻しき率りつ電磁波でんじは可か穿ほじ透とおる深度しんど較低頻しき率りつ淺あさ，但ただし光學こうがく解析かいせき度ど較高。最さい佳けい的てき穿ほじ透とおる深度しんど是ぜ在ざい冰上可か穿ほじ透とおる數すう百ひゃく公おおやけ尺じゃく。而在乾燥かんそう的てき砂すな質しつ土壤どじょう或ある花崗岩かこうがん、石灰岩せっかいがん、混こん凝しこり土ど等ひとし大だい塊かたまり物質ぶっしつ的てき良好りょうこう穿ほじ透とおる深度しんど可か以達到いた15公おおやけ尺じゃく。但ただし是ぜ在ざい潮しお濕しめ或ある含有がんゆう黏土的てき土壤どじょう中ちゅう因いん為ため高だか電導でんどう率りつ，有ゆう時候じこう穿ほじ透とおる深度しんど只ただ有數ゆうすう公おおやけ分ぶん[2]。

透とおる地雷じらい達たち的てき天てん線せん一般會接觸地表以接收到最強的反射波，空そら載の的てき透とおる地雷じらい達たち天てん線せん則のり用よう於地表ひょう上方かみがた。[2]

跨またが孔あな透とおる地雷じらい達たち已やめ經けい被ひ開發かいはつ並なみ應用おうよう在ざい水みず文ぶん地球ちきゅう物理ぶつり學がく領域りょういき，可用かよう來らい評ひょう估土壤內水すい份是否ひ存在そんざい與あずか土壤どじょう含水量りょう（英えい语：Water content）[3]。

應用おうよう

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美國びくに奧おく克かつ拉ひしげ荷馬にうま州しゅう斯提爾なんじ瓦かわら特とく附近ふきん使用しよう透とおる地雷じらい達たち，2010年ねん。
在ざい德とく國こく柏かしわ林りん使用しよう透とおる地雷じらい達たち進行しんこう考古こうこ探測たんそく。

透とおる地雷じらい達たち今日きょう已やめ在ざい許多きょた領域りょういき得え到いた應用おうよう。地球ちきゅう科學かがく家いえ使用しよう它來研究けんきゅう基もと岩がん、土壤どじょう、地下水ちかすい和わ冰（英えい语：Radioglaciology）。有ゆう時候じこう透とおる地雷じらい達たち會かい被ひ用もちい來らい尋ひろ找埋藏まいぞう在ざい河床かしょう下方かほう的てき較重顆粒かりゅう聚集區く，可用かよう來らい尋ひろ找黃金きん或ある沖積ちゅうせき礫つぶて石せき層そう中ちゅう的てき鑽石[4]。中國ちゅうごく的てき玉たま兔うさぎ号ごう月がつ球だま车在ざい車體しゃたい底そこ盤ばん也搭載とうさい了りょう透とおる地雷じらい達たち以探測たんそく月がつ球だま表面ひょうめん土壤どじょう和わ外がい殼から[5]。

透とおる地雷じらい達たち在ざい工程こうてい上じょう的てき應用おうよう包含ほうがん了りょう結構けっこう和わ路面ろめん的てき无损检测，對地たいち下か結構けっこう和わ管かん線せん進行しんこう定位ていい，以及研究けんきゅう土壤どじょう和かず基はじめ岩がん[6][7]。在ざい環境かんきょう整せい治ち上うえ，透とおる地雷じらい達たち可用かよう來らい尋ひろ找垃圾掩埋うめ場じょう、汙染和わ其他需要じゅよう進行しんこう整せい治ち的てき區域くいき[8]。而在考古こうこ地球ちきゅう物理ぶつり學がく（英えい语：Geophysical survey (archaeology)）上うえ，透とおる地雷じらい達たち可用かよう來らい映うつ射い[9]考古學こうこがく上じょう的てき遺物いぶつ、特徵とくちょう（英えい语：Feature (archaeology)）和かず墓地ぼち並なみ繪え製せい成なり圖ず。在ざい執と法ほう上じょう則のり應用おうよう透とおる地雷じらい達たち尋ひろ找隱密おんみつ墓地ぼち或ある屍體したい等とう物體ぶったい掩埋區域くいき[10]。軍事ぐんじ上じょう則のり可か使用しよう透とおる地雷じらい達たち偵測地雷じらい、未み爆ばく彈藥だんやく和地わち道みち[11]。

1987年ねん以前いぜん，英國えいこく伯はく明あかり罕的てき弗どる蘭らん克かつ利水りすい庫こ（英えい语：Frankley Reservoir）每秒まいびょう漏水ろうすい量りょう達たち到いた540公おおやけ升ます。1987年ねん科學かがく家か使用しよう透とおる地雷じらい達たち成功せいこう找到漏水ろうすい區く，並なみ將しょう漏水ろうすい區く隔離かくり[12]。

孔あな內雷達たち應用おうよう透とおる地雷じらい達たち技術ぎじゅつ以測繪え鑽孔さんこう以外いがい的てき地表ちひょう下か結構けっこう。現代げんだい的てき定じょう向こう孔あな內雷達たち系統けいとう可か在ざい單たん一鑽孔內探測並形成3維影像ぞう[13]。

另一個透地雷達常見的應用就是對地表下的管線進行定位，這是因いん為ため透とおる地雷じらい達たち可か以產生地きじ表ひょう下か電力でんりょく、排水はいすい等とう各種かくしゅ管かん道どう的てき3維影像ぞう[14]。

英國えいこく第だい四よん台だい電でん視し節目ふしめ《考古こうこ小隊しょうたい（英えい语：Time Team）》中ちゅう常つね可か看み到いた透とおる地雷じらい達たち被ひ用もちい來らい確認かくにん適合てきごう進行しんこう開ひらけ挖以搜さがせ尋ひろ物品ぶっぴん的てき情じょう節ぶし。1992年ねん時じ英國えいこく辦案人員じんいん使用しよう透とおる地雷じらい達たち找到綁架犯はん麥むぎ可か·薩姆斯（英えい语：Michael Sams）綁架了りょう一いち名めい地產ちさん代理だいり後こう所しょ獲得かくとく，並なみ且被埋うめ在ざい野外やがい的てき15萬まん英えい鎊贖金[15]。

考古學こうこがく

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透とおる地雷じらい達たち的てき深度しんど水平すいへい剖面圖ず顯示けんじ了りょう一個墓地中古老墓穴的存在。這些平面へいめん視し圖ず顯示けんじ了りょう不同ふどう深度しんど的てき地下ちか構造こうぞう。單獨たんどく代表だいひょう垂直すいちょく剖面的てき第だい60行ぎょう資料しりょう則そく是ぜ收集しゅうしゅう後ご組成そせい一いち個こ3維資料しりょう陣列じんれつ，以表示ひょうじ不同ふどう深度しんど的てき平面へいめん視し圖ず。
透とおる地雷じらい達たち深度しんど垂直すいちょく剖面圖ず顯示けんじ了りょう來き自じ上うえ圖ず墓穴ぼけつ探測たんそく的てき單たん一いち行ぎょう資料しりょう。墓穴ぼけつ的てき拱頂在ざい地表ちひょう下か深度しんど1到いた2.5公おおやけ尺じゃく處しょ可か見み。

透とおる地雷じらい達たち發射はっしゃ的てき電磁でんじ脈みゃく衝訊號ごう會かい被ひ射い入にゅう地表ちひょう之の下した。地表ちひょう下か的てき物體ぶったい和地わじ層そう將しょう會かい使し電磁でんじ脈みゃく衝被反射はんしゃ，並なみ且被接收せっしゅう天てん線せん收おさむ到いた。探測たんそく者しゃ可か從したがえ反射はんしゃ波は的てき傳つて遞時間あいだ得知とくち深度しんど，而這些資料しりょう可繪かえ製せい成なり圖表ずひょう上じょう的てき曲線きょくせん，例れい如在平面へいめん視し圖ず中將ちゅうじょう特定とくてい的てき深度しんど分離ぶんり出來でき，或ある作為さくい3維模型がた[16]。

透とおる地雷じらい達たち在ざい有利ゆうり的てき條件下じょうけんか（均質きんしつ砂すな土ど區域くいき最さい理想りそう）是これ相當そうとう有用ゆうよう的てき工具こうぐ。就和其他使用しよう於考古學こがく的てき地球ちきゅう物理ぶつり方式ほうしき一いち樣さま（挖掘除外じょがい），透とおる地雷じらい達たち探測たんそく可か以發現はつげん考古こうこ文物ぶんぶつ所在しょざい位置いち，並なみ且將考古こうこ特徵とくちょう測はか繪え成なり地圖ちず，而不會かい有ゆう損傷そんしょう文物ぶんぶつ的てき風ふう險けわし。在ざい考古學こうこがく使用しよう的てき地球ちきゅう物理ぶつり探さがせ勘かん方式ほうしき中ちゅう，透とおる地雷じらい達たち可か以偵測はか到いた一些相對體積較小的物體，並なみ且深度しんど較深，更さら有ゆう辨別べんべつ異常いじょう反射はんしゃ波は源げん深度しんど的てき能力のうりょく[17]。透とおる地雷じらい達たち主要しゅよう的てき缺點けってん是ぜ在ざい比較ひかく不ふ理想りそう的てき環境かんきょう中ちゅう，探測たんそく能力のうりょく會かい受到嚴重げんじゅう限げん制せい。黏土和わ淤泥等とう細ほそ顆粒かりゅう沉積物ぶつ常つね對たい透とおる地雷じらい達たち的てき探測たんそく造成ぞうせい困こま擾，這是因いん為ため這類物質ぶっしつ的てき高だか電導でんどう率りつ會かい使し訊號強度きょうど衰おとろえ減げん。岩石がんせき或ある不ふ均ひとし勻沉積せき會かい使し透とおる地雷じらい達たち的てき訊號被ひ散ち射い，使つかい有效ゆうこう訊號的てき強度きょうど衰おとろえ減げん，並なみ使し外部がいぶ雜ざつ訊增加ぞうか[18]。

三さん維成像ぞう

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單たん一行透地雷達資料可以顯示地表下特定深度的剖面圖。而系統けいとう性せい的てき多た行ぎょう資料しりょう則そく可か以組成そせい3維或特定とくてい剖面（英えい语：Tomography）影像えいぞう。探測たんそく獲得かくとく的てき資料しりょう可か以組成そせい3維影像ぞう，或ある水平すいへい、垂直すいちょく的てき剖面圖ず。水平すいへい的てき剖面（稱しょう為ため「深度しんど剖面」或ある「時間じかん剖面」）是ぜ從したがえ平面へいめん視し圖ず中ちゅう分離ぶんり出で特定とくてい深度しんど而繪成なり。時間じかん剖面現在げんざい是ぜ應用おうよう在ざい考古學こうこがく上じょう的てき標準ひょうじゅん地球ちきゅう物理ぶつり技術ぎじゅつ，這是因いん為ため水平すいへい圖ず層そう通常つうじょう是ぜ表示ひょうじ不同ふどう時期じき文化ぶんか活動かつどう最さい重要じゅうよう的てき工具こうぐ[19]。

限きり制せい

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最さい常見つねみ的てき使つかい透とおる地雷じらい達たち功こう能のう受到限げん制せい的てき環境かんきょう是ぜ高だか電導でんどう率りつ的てき物質ぶっしつ，例れい如黏土質どしつ土壤どじょう和わ受到鹽分えんぶん汙染區域くいき。透とおる地雷じらい達たち在地ざいち下か物質ぶっしつ差異さい交界處しょ（例れい如岩石和いさわ土壤どじょう之の間あいだ）則のり會かい因いん為ため訊號被ひ散ち射い而大幅おおはば降くだ低てい其探測たんそく能力のうりょく[20]。

其他目前もくぜん使用しよう的てき透とおる地雷じらい達たち系統けいとう還かえ有ゆう如下限げん制せい：

  • 雷かみなり達たち圖ず的てき判讀はんどく對たい於新手しゅ而言是ぜ不ふ直觀ちょっかん的てき。
  • 為ため了りょう有效ゆうこう地ち設計せっけい、執行しっこう透とおる地雷じらい達たち調ちょう查和判讀はんどく其資料しりょう，必須ひっす要よう有ゆう一定いってい的てき專業せんぎょう知識ちしき。
  • 大だい範圍はんい的てき透とおる地雷じらい達たち調ちょう查相當とう耗電等とう能のう源げん。

透とおる地雷じらい達たち的てき設備せつび至いたり今こん仍在不斷ふだん改あらため進しん前述ぜんじゅつ的てき限きり制せい中ちゅう，並なみ且未來みらい的てき改あらため進しん是ぜ可か期待きたい的てき。

功こう率りつ規定きてい

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2005年ねん，歐おう洲しゅう電信でんしん標準ひょうじゅん協會きょうかい提出ていしゅつ透とおる地雷じらい達たち設備せつび與あずか操作そうさ人員じんいん的てき規範きはん文ぶん件けん以防止ぼうし雷かみなり達たち釋放しゃくほう過か量的りょうてき電磁波でんじは輻射ふくしゃ[21]。之これ後ご成立せいりつ的てき歐おう洲しま透とおる地雷じらい達たち協會きょうかい（EuroGPR）是ぜ作為さくい保持ほじ透とおる地雷じらい達たち在ざい歐おう洲しゅう合法ごうほう使用しよう的てき代表だいひょう性せい組織そしき。

類似るいじ技術ぎじゅつ

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透とおる地雷じらい達たち可か利用りよう數すう種しゅ技術ぎじゅつ產さん生せい脈みゃく衝雷達たち波なみ[22]： 步ふ進しん頻しき率りつ、頻しき率りつ調ちょう制せい連續れんぞく波は（英えい语：Continuous-wave radar）（FMCW）和かず雜ざつ訊。2009年ねん起おこり市場いちば上じょう也開始かいし以数字すうじ信号しんごう处理計數けいすう在ざい透とおる地雷じらい達たち探測たんそく時じ立たて即そく進行しんこう訊號處理しょり，而非探測たんそく結束けっそく後ご才ざい進行しんこう。

有ゆう一種特殊的透地雷達系統使用未經調制的連續波訊號。這種全ぜん像ぞう透とおる地雷じらい達たち和わ其他種類しゅるい的てき透とおる地雷じらい達たち不同ふどう處しょ在ざい於可取得しゅとく地表ちひょう下か特定とくてい水平面すいへいめん的てき全ぜん像ぞう影像えいぞう。這種雷かみなり達たち的てき穿ほじ透とおる深度しんど相當そうとう淺あさ（約やく20到いた30公おおやけ分ぶん），但ただし是ぜ平面へいめん解析かいせき度ど足あし以分辨べん土中どちゅう的てき埋藏まいぞう物ぶつ或ある空洞くうどう、缺陷けっかん區域くいき、竊聽設備せつび，或ある者もの藏ぞう在ざい牆壁しょうへき中ちゅう、地ち板ばん內的物體ぶったい、結構けっこう元もと件けん[23][24]。

透とおる地雷じらい達たち可か裝そう設しつらえ於車輛しゃりょう上じょう進行しんこう近距離きんきょり高速こうそく道路どうろ探測たんそく[25]，並なみ且即使し是ぜ待命たいめい狀態じょうたい，仍然可か以進行しんこう地雷じらい偵測[26][27]。

透とおる管かん雷かみなり達たち（Pipe-Penetrating Radar，PPR）是ぜ透とおる地雷じらい達たち技術ぎじゅつ應用おうよう在ざい鑽孔さんこう內的形式けいしき，其發射的しゃてき訊號會かい直接ちょくせつ通過つうか管かん道和みちかず管かん壁かべ以探測たんそく管かん壁かべ厚あつ度たび和わ管かん壁かべ外的がいてき空洞くうどう[28]。

透とおる牆雷達たち的てき訊號可か以穿透とおる牆壁しょうへき，甚至可か以當作さく警察けいさつ的てき動作どうさ感應かんおう器き（英えい语：Motion detector）[29]。

目前もくぜん有ゆう一掃雷計畫是尋求設計一個由軟式なんしき飛ひ船せん搭載とうさい的てき超ちょう寬ひろし頻しき合成ごうせい孔あな径みち雷かみなり达系統けいとう以尋找地雷じらい存在そんざい的てき區域くいき[30]

參考さんこう文獻ぶんけん

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延伸えんしん閱讀

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  • Conyers, L. B. Ground-penetrating Radar for Archaeology. Walnut Creek, CA., United States: AltaMira Press Ltd. 2004. 

考古學こうこがく的てき地球ちきゅう物理ぶつり探さがせ勘かん方法ほうほう概がい述じゅつ可か參考さんこう以下いか書籍しょせき：

外部がいぶ連結れんけつ

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