DE10018031A1 - Einrichtung und Verfahren zur digitalen Erfassung, Verfolgung und Kartierung unterirdischer oberflächennaher Rohrleitungen und Rohrleitungsnetze - Google Patents

Einrichtung und Verfahren zur digitalen Erfassung, Verfolgung und Kartierung unterirdischer oberflächennaher Rohrleitungen und Rohrleitungsnetze

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur digitalen Erfassung, Verfolgung und Kartierung unterirdischer oberflächennaher Rohrleitungen und Rohrleitungsnetze sowie ein zugehöriges Verfahren. Die erfindungsgemäße Einrichtung besteht aus einer mobilen Georadareinrichtung mit mindestens zwei Sende/Empfangsantennen und einer Steuereinheit, einer Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Position und/oder räumlichen Lage der Georadareinrichtung relativ zu der zu erfassenden Rohrleitung oder zu Bezugspunkten und/oder absolut hinsichtlich der geographischen Lage und einer Datenverarbeitungseinheit mit Bedienkonsole und Monitor, wobei die Georadareinrichtung zwei abwechselnd monostatisch betriebene und senkrecht zur Bewegungsrichtung der Georadareinrichtung derart im Abstand voneinander angeordnete und miteinander gekoppelte, leicht gegeneinander geneigte Sende/Empfangsantennen besitzt, daß sich ihre Strahlungskeulen teilweise überdecken, und die Datenverarbeitungseinheit Einrichtungen zum Auskoppeln von Triggerimpulsen und analogen Empfangssignalen aus Verbindungsleitungen zwischen den Antennen und der Steuereinheit der Georadareinrichtung sowie zur Online-Verarbeitung dieser Impulse und analogen Signale besitzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur digitalen Erfassung, Verfolgung und Kartierung unterirdischer oberflächennaher Rohrleitungen und Rohrleitungssnetze.
Für die kontinuierliche wirtschaftliche und umweltgerechte Wasserversorgung und Abwasserentsorgung von privaten, öffentlichen und gewerblichen Nutzern ist ein intaktes und effizient arbeitendes Trink- und Abwassernetz zwingende Voraus­ setzung, um erhebliche Verluste der kostbaren Ressource Wasser einerseits und deren Verschmutzung andererseits möglichst zu vermeiden. Grundlage für die Kontrolle der Rohrleitungsnetze und der damit verbundenen Analysen und Maßnah­ men zur Sanierung der Netze und zur effizienten Beherrschung von Havarien sind aktuelle und schnell verfügbare Informationen zum Leitungsnetz. Die zunehmend eingesetzten Rohrnetzinformationssysteme, die neben der quasi-punktuellen Lage von Einbauten, wie Schächten, Schiebern u. dgl. auch topologische Zusammen­ hänge, wie z. B. Verlauf und Verbindungen von Strängen und Haltungen, verwalten, hängen in ihrer Aussagekraft jedoch wesentlich von der Zuverlässigkeit der zugrun­ deliegenden Informationen ab. Diese Informationen liegen bei den häufig sehr alten Rohrleitungsnetzen oftmals nicht oder nicht in ausreichender Genauigkeit vor.
Einer Zeit- und kostengünstigen, zuverlässigen Erfassung und Kartierung bestehen­ der, unterirdischer Rohrleitungen und Rohrleitungsnetze kommt deshalb eine besondere Bedeutung zu. Für ein derartiges Rohrnetzerfassungssystem ist es wünschenswert, daß nicht nur eine statische Erfassung der Daten mit späterer Auswertung erfolgt, sondern der Verlauf der Rohrleitungen, also ihre x-y-Lage, die Höhenlage und weitere Daten, wie z. B. Durchmesser und Material der Leitungen sowie Leckagen möglichst online digital vor Ort aufgenommen und kartiert werden können.
Bei bestehenden Rohrleitungssystemen ist eine nachträgliche Vermessung mittels klassischer Vermessungstechniken nicht bzw. nur sehr grob durchführbar. Es gab in der jüngsten Vergangenheit einige Versuche, um hierfür eine Lösung zu finden.
So ist aus dem EP 652 448 A2 ein Verfahren zur bildgestützten Lageerfassung und Kartierung unterirdischer oberflächennaher Objekte mit einem optischen Meßsy­ stem und optischen Normkörpern sowie geophysikalischen Sensoren zur Erfas­ sung, Auswertung und Interpretation geophysikalischer Daten bekannt. Gemäß diesem System wird vorgeschlagen, daß ein mobiles Meßsystem mit einer hoch­ genauen Peilvorrichtung im Verbund mit einer präzisen Orientierungsplattform und optischen Normköpern eine kontinuierliche, plangenaue und dreidimensionale oberirdische Lagebestimmung durchführt, wobei die relative Lage der Koordinaten­ systeme von Peilvorrichtung, optischen Normkörpern und Trägerfahrzeug mit hoher Genauigkeit erfaßt werden. Gleichzeitig soll die präzise Lage von durch geophysi­ kalische Sensoren, beispielsweise Georadar- oder elektrische Quadrupolmeßeinrich­ tungen, erfaßten unterirdischen Objekten dargestellt und die oberirdischen und unterirdischen Objektdaten verzögerungsfrei einem Zentralrechner und einer Sy­ stemsteuerung zur Verarbeitung und Speicherung eingegeben und auf digitale Kartensysteme in entsprechendem Format übertragen und zur Ansicht gebracht werden.
Der Schwerpunkt dieser Erfindung ist auf die Ermittlung und Erfassung der ober­ irdischen geographischen Daten und deren Verarbeitung gerichtet, während Mittel zur zuverlässigen und genauen Erfassung und Kartierung der zu untersuchenden unterirdischen Objekte nur pauschal angegeben werden. Aber neben einer zuver­ lässigen Erfassung der oberirdischen geographischen Daten ist gerade die genaue unterirdische Lage- und Verlaufserfassung der Rohrleitungen von besonderer Bedeutung. Nach dem gegenwärtigen Stand der Technik gibt es zwar eine Reihe bekannter Georadareinrichtungen, mit denen unterirdische Objekte erfaßbar sind, jedoch liegt die Schwierigkeit bei diesen Einrichtungen darin, daß die erhaltenen Daten aufgrund von diesem Meßverfahren inhärenten Störeinflüssen nicht unmittel­ bar computertechnisch weiterverarbeitet werden können.
Herkömmliche Georadargeräte besitzen in der Regel eine Sende/Empfangsantenne, die ein Radarsignal abstrahlt und eine Vielzahl von reflektierten Signalen empfängt. Meistens werden diese Geräte manuell entlang einer horizontalen Linie auf der Erdoberfläche über dem zu untersuchenden Oberfläche geführt. Die von der Sende­ antenne in den Boden gesandten Radarimpulse breiten sich dort aus und werden an Stellen, die eine gegenüber dem Ausbreitungsmedium unterschiedliche Dielek­ trizitätskonstante aufweisen, gestreut bzw. reflektiert. Die gestreuten bzw. reflek­ tierten Anteile des in den Boden eingekoppelten Radarimpulses werden von der Empfangsantenne aufgenommen und im Empfänger registriert. Allgemein wird dieses Signal als Scan bezeichnet. Die entlang eines Meßprofiles erhaltenen Scans werden als Weg-Zeit-Diagramm, dem Radargramm, auf einem Monitor dargestellt, das zur Aussage über die unter der Oberfläche befindlichen Objekte auszuwerten ist. Wegen der in der Praxis auftretenden Störungen, die natürlich ebenfalls in dem Radargramm aufgezeichnet werden, ist eine zuverlässige Auswertung der Radar­ gramme meist nur manuell durch speziell geschulte Fachkräfte möglich, wobei in vielen Fällen nur vage Aussagen über die gesuchten unterirdischen Objekte gemacht werden können, die die für die Weiterverarbeitung in Rohrnetzinforma­ tionssystemen geforderte Zuverlässigkeit nicht erfüllen. Insbesondere sind derartige Geräte aufgrund ihrer dargelegten Mängel nicht geeignet und nicht in der Lage, den Verlauf von Rohrleitungen in einem unterirdisch verlegten Rohrleitungsnetz Zeit- und kostengünstig zu erfassen und ausreichend zuverlässige, computergestützt, im Online-Betrieb auswertbare Meßdaten zur Verfügung zu stellen.
Diese Problematik stellt sich in besonderem Ausmaß bei der Erfassung und Ver­ folgung von Rohrleitungen in ausgedehnten Rohrleitungsnetzen, wenn die Lage und der Verlauf der Rohrleitungen unbekannt ist und zudem, wie im städtischen Unter­ grund die Regel, erhebliche Störeinflüsse durch parallele Rohrleitungen, Rohrlei­ tungskreuzungen, Rohrabzweigungen, Einbauten und dgl. auftreten, weil mit den bisher bekannten Georadargeräten der Rohrleitungsverlauf nur durch Abtasten (Scannen) mit Hilfe von Radarsignalen des zu untersuchenden Erdbodenbereiches quer zum Verlauf der Rohrleitung und gleichzeitig in eine dazu senkrechte Haupt­ richtung ermittelbar ist, so daß zum einen bereits das Scannen des Rohrleitungsver­ laufes im Gelände Zeit- und kostenaufwendig und, wie oben angegeben, aufgrund der erforderlichen Sensibilität für das Abtasten in den meisten Fällen nur manuell durchführbar ist, und zum anderen die Auswertung der großen Anzahl der auf diese Weise erzeugten, schwer auswertbaren Radar-Schichtbilder ebenfalls Zeit- und kostenaufwendig ist. Ein derartiges Verfahren ist z. B. in DE 43 40 645 A1 angege­ ben.
Versuche zur Weiterentwicklung der herkömmlichen Georadartechnik und der Auswertungsverfahren haben die oben genannte Problematik bisher nicht zufrieden­ stellend beseitigen können.
Aus der DE 197 40 083 ist ein Radarortungsgerät und ein zugehöriges Verfahren zur Bestimmung der Lage und Ausdehnung von durch Oberflächenschichten verdeckten kontinuierlich ausgedehnten Suchobjekten, wie z. B. Rohrleitungen, bekannt, mit dem eine Vielzahl von Meßdaten in kurzer Zeit aufgenommen werden können. Um die Zeit für die Aufnahme der Meßdaten zu verkürzen, ist das Radar­ ortungsgerät mit einem Geräteträger versehen, der einen in alternierender Weise linear (quer zur Bewegungsrichtung des Geräteträgers, d. h. quer zum Rohrleitungs­ verlauf) linear bewegbaren Antennenträger mit daran befestigten Sende/Empfang­ santennen besitzt. Mit diesem Gerät ist es möglich, mit der Bewegung des mobilen Geräteträgers in vermeintlicher Richtung des Verlaufes der gesuchten Rohrleitung gleichzeitig eine relativ schnelle und gezielte Bewegung der Sende/Empfangsanten­ ne in zur Bewegungsrichtung senkrechter Scanrichtung auszuführen, um eine Vielzahl von Radargrammen quer zur vermeintlichen Achse der gesuchten Rohrlei­ tung zu erhalten, die mit dem offenbarten Verfahren auszuwerten sind.
Mit diesem Gerät kann zwar die Erfassung der Georadardaten zeitlich verkürzt werden und mit dem zugehörigen Verfahren ist auch eine bessere Auswertung der erhaltenen Radargramme möglich, allerdings ist der dazu notwendige apparative Aufwand verbunden mit umfangreicher, in der Regel anfälliger und wartungsintensi­ ver Antriebs- und Steuertechnik für die lineare Bewegung der Antennenträger mit den daran befestigten Sende/Empfangsantennen nachteilig. Bei Abweichen des tatsächlichen Rohrleitungsverlaufes vom vermeintlichen Rohrleitungsverlauf kann wegen des Fehlens einer Online-Auswertung keine von den aktuellen Meßdaten abhängige Kurssteuerung oder -änderung des Radarortungsgerätes vorgenommen werden, so daß im Falle des in der Praxis häufig auftretenden "Verlierens" des Suchobjektes beim Scannen aufwendige Nacharbeiten notwendig werden. In jedem Fall ist eine große Anzahl von Scans zu verarbeiten.
Die Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein mobiles Rohrnetzerfas­ sungssystem sowie ein zugehöriges Verfahren derart auszubilden, daß der Verlauf, die Höhenlage und weitere charakteristische Rohrleitungsdaten sowie Leckagen digital vor Ort zuverlässig, mit möglichst hoher Genauigkeit und Aussagekraft Zeit- und kostengünstig aufgenommen und nach Verknüpfung der Daten mit geographi­ schen Positionsbestimmungsdaten computergestützt ausgewertet sowie zur gezielten Bewegungssteuerung eines mobilen Georadargerätes eingesetzt werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung zur digitalen Erfassung, Verfolgung und Kartierung unterirdischer oberflächennaher Rohrleitun­ gen und Rohrleitungsnetze, bestehend aus einer mobilen Georadareinrichtung mit mindestens zwei Sende/Empfangsantennen und einer Steuereinheit, einer Positions­ bestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Position und/oder räumlichen Lage der Georadareinrichtung relativ zu der zu erfassenden Rohrleitung oder zu Bezugs­ punkten und/oder absolut hinsichtlich der geographischen Lage, und einer Daten­ verarbeitungseinheit mit Bedienkonsole und Monitor, wobei die Georadareinrichtung zwei abwechselnd monostatisch betriebene und senkrecht zur Bewegungsrichtung der Georadareinrichtung derart im Abstand voneinander angeordnete und mitein­ ander gekoppelte, leicht gegeneinander geneigte Sende/Empfangsantennen besitzt, daß sich ihre Strahlungskeulen teilweise überdecken, und die Datenverarbeitungs­ einheit Einrichtungen zum Auskoppeln von Triggerimpulsen und analogen Emp­ fangssignalen aus Verbindungsleitungen zwischen den Antennen und der Steuer­ einheit der Georadareinrichtung sowie zur Online-Verarbeitung dieser Impulse und analogen Signale besitzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 9 umfaßt die folgenden Schrit­ te:
  • a) Bestimmung der relativen Lage der zu erfassenden Rohrleitung zu den Sende/Empfangsantennen;
  • b) Kombination dieser Daten mit den geographischen Koordinaten der Sende/- Empfangsantennen;
  • c) Aufnahme jeweils eines Radargrammes der monostatisch betriebenen Sende/Empfangsantennen quer zur vermuteten Laufrichtung einer zu erfas­ senden Rohrleitung und Identifizierung der Rohrleitung durch die im Radar­ gramm erzeugten Diffraktionshyperbeln der zu erfassenden Rohrleitung mittels der Georadareinrichtung;
  • d) parallel zu Schritt c) Auskopplung von Triggerimpulsen und analogen Radar- Empfangssignalen aus den Antennenzuleitungen zur Steuereinheit der Georadareinrichtung und Übermittlung an die Datenverarbeitungseinheit;
  • e) Verarbeitung der ausgekoppelten Signale in der Datenverarbeitungseinheit und graphische Darstellung der Georadardaten als Oszillogramme und/oder Radargramme auf dem Monitor der Datenverarbeitungseinheit;
  • f) Einstellung des Cursors anhand der Radargramme aus Schritt e) am Monitor der Datenverarbeitungseinheit in der Position, die aufgrund einer Auswer­ tung der Radargramme der Lage der Rohrleitung mittig unter beiden Radar­ antennen weitestgehendst entspricht und Darstellung eines entsprechenden Scans als Referenzoszillogramm;
  • g) Rückführung der Antennenanordnung über die zu erfassende Rohrleitung bis weitestgehende Übereinstimmung der aktuellen, als Oszillogramm darge­ stellten Georadardaten mit den Referenzoszillogrammen nach Schritt f) besteht und Festlegung eines neuen Referenzoszillogrammes mit zugelasse­ ner Schwankungsbreite für die Längsverfolgung der Rohrleitung;
  • h) Bewegung der gekoppelten Antennenanordnung in Längsrichtung der zu erfassenden Rohrleitung und kontinuierliche Erfassung der Georadarsignale durch die Georadareinrichtung sowie parallele Auskopplung der Trigger­ impulse und analogen Radarempfangssignale und Übermittlung an die Datenverarbeitungseinheit entsprechend Schritt d);
  • i) kontinuierliche Verarbeitung der ausgekoppelten Signale in der Datenver­ arbeitungseinheit und graphische Darstellung der Georadardaten als Oszillo­ gramme und/oder Radargramme auf dem Monitor der Datenverarbeitungs­ einheit und/oder Nutzung der kontinuierlich bearbeiteten Signale zur Ermitt­ lung der Bewegungsrichtung, Kurskorrektur und zur Führung der gekop­ pelten Antennenanordnung;
  • j) Kartierung des Leitungsverlaufes mittels eines graphischen Informations­ systems.
Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es erstmals möglich, nach einer Identifizierung der gesuchten Leitung durch ein zu Beginn der Messungen quer zur vermuteten Laufrichtung der Leitung aufgenomme­ nes Radargramm, die Leitung mittels der mobilen Georadareinrichtung unter Aus­ wertung der Signalform der einzelnen aufeinanderfolgenden Scans direkt in ihrer Verlaufsrichtung zu verfolgen und entsprechende Kursänderungen der Georadar­ einrichtung vorzunehmen. Der gleichzeitige Einsatz zweier leicht gegeneinander geneigter Antennen, die abwechselnd monostatisch betrieben werden und die zu verfolgende Leitung stets erfassen, ermöglicht sowohl die korrekte Leitungserfas­ sung als auch die Verfolgung des Leitungsverlaufes bei gleichzeitig erheblich vermindertem Zeitaufwand für die Erfassung der Daten gegenüber den bisher im Stand der Technik verwendeten Georadareinrichtungen. Die Online-Auswertung der von beiden Antennen erhaltenen Scans (Abstand der Leitung von beiden Antennen­ fußpunkten) in der Datenverarbeitungseinheit kann unmittelbar zur Kursbestimmung und Führung der Antennenanordnung über der Leitung angewandt werden, indem dem Antennenführenden entsprechende Mitteilungen zur Kursänderung übermittelt werden oder durch automatische Umsetzung der Steuersignale in Kursänderungen der Antennenanordnung.
Vorzugsweise sind die beiden Sende/Empfangsantennen in einem festen Abstand und mit variabler Neigung angeordnet, um eine gewisse Variabilität des Quer­ schnittes der sich überlappenden Strahlungskeulen in der Rohrleitungsebene zu erhalten. Die Antennen können jedoch zusätzlich auch in ihrem Abstand zueinander variabel angeordnet sein, wobei sich Abstände im Bereich von etwa 0,4 bis 1,2 m bei Neigungswinkeln von 5 bis 16° als praktikabel erwiesen haben.
Wird die übliche Verfahrensweise, die Georadarentennen direkt über die zu unter­ suchende Bodenfläche zu führen, beibehalten, ist wegen der Bodenunebenheiten in der Regel mit Verkippungen der Antennenanordnung zu rechnen. Bei einer Leitungstiefe von 2 m und einer Schiefstellung von etwa 5° ergäbe sich bereits eine Fehlbestimmung von etwa 17 cm. Um die Wirkung dieser Fehlerquelle so gering wie möglich zu halten, ist die Antennenanordnung bzw. sind die Sende/- Empfangsantennen vorzugsweise mit jeweils einem Neigungs- oder Verkippungs­ sensor ausgestattet, der die Korrektur der Scans bzw. der Auswertungsergebnisse entsprechend der augenblicklichen Schiefstellung der Antennenanordnung/Anten­ nen erlaubt. Als solcher Sensor können z. B. zwei verdrehungssensitive Differential­ kondensatoren, deren Verdrehungsebenen senkrecht zueinander angeordnet sind, als zeitbestimmende Kondensatoren in RC-Generatoren verwendet werden. Die erzeugten Frequenzen sind Funktionen der Schiefstellung und stehen ständig zur Übernahme in die Datenverarbeitungseinheit und damit zur Korrektur im obigen Sinn zur Verfügung.
In speziellen Anwendungsfällen kann es vorteilhaft sein, die Georadar-Antennen­ anordnung gemäß Anspruch 1 durch dritte und/oder vierte Sende/Epfangsantennen zu ergänzen, die so angeordnet sind, daß ihre Strahlungskeulen in Längsrichtung der zu erfassenden Rohrleitung liegen. Diese Konstellation ist insbesondere im Bereich von Rohrabzweigungen, Kreuzungen oder Einbauten, wie Schächten, Schiebern und dgl. von Interesse und praktischer Bedeutung.
Zur Realisierung eines Parallelbetriebes zwischen der Georadareinrichtung und der Datenverabeitungseinheit, vorzugsweise ein PC mit entsprechenden Peripheriekom­ ponenten, wie Bedienkonsole und Monitor, werden Triggerimpulse und analoge Radar-Empfangssignale aus den Antennenzuleitungen ausgekoppelt. Die Auskopp­ lung erfolgt mit einer Auskopplungselektronik. Für die Auskopplung der Signale besteht die Forderung, daß durch sie keine Beeinflussung der Funktionstüchtigkeit der Georadareinrichtung und vor allem keine Veränderung in den Zeitbeziehungen der Triggerimpulse zueinander erfolgen darf. Die Folge ist eine möglichst hoch­ ohmige Auskopplung, die auch keine zusätzliche Last für die Stromversorgungs­ einheit der Georadareinrichtung darstellt. Um die sehr kurzen Triggerimpulse für die Übernahme in die Datenverarbeitungseinheit besser handhabbar zu machen, werden aus ihnen in der Auskopplungselektronik Impulse von einigen zehn bis einigen hundert Nanosekunden Länge erzeugt, die über Twisted-Pair-Leitungen zur Datenverarbeitungeinheit übermittelt werden. Zeitliche Veränderungen zwischen den so für die Auswertung gewonnenen Impulsen gegenüber den eigentlichen Triggerimpulsen können im Bereich von mehreren Nanosekunden toleriert werden, denn von ihnen ist die Steuerung der Sende- und Empfangseinheiten der Antennen nicht abhängig.
Um dennoch die Verzögerungen klein zu halten und die Ansteuerbarkeit mit ns- Impulsen zu bewältigen, wird die elektronische Schaltung vorzugsweise mit schnel­ len Schottky-TTL-IC's realisiert. Die Auskopplung des Radar-Empfangssignals erfolgt aus der entsprechenden Leitung des Antennenkabels vorzugsweise mittels eines nichtinvertierenden Trennverstärkers. Die Stromversorgung dieser Baugruppe erfolgt von der Datenverarbeitungseinheit.
Die Signalaufbereitung im PC kann mit zwei Einsteckkarten auf ISA-BUS-Basis erfolgen, die von der Zentraleinheit des PC angesprochen und abgefragt werden können. Georadareinheit und Datenverarbeitungseinheit arbeiten asynchron zuein­ ander.
Die Verbindung zwischen den Einsteckkarten und der Zentraleinheit der Datenver­ arbeitungseinheit sowie die grafische Darstellung der Georadardaten wird mittels einer entsprechenden Software realisiert.
Die Weiterverarbeitung der aus den Antennenzuleitungen ausgekoppelten analogen Radarsignale beinhaltet für beide Kanäle (Sende/Empfangsantennen) getrennt eine einstellbare Signalverstärkung und die anschließende Analog-Digital-Wandlung.
Bezüglich der Signalverstärkung wird jeder Probe (Sample) innerhalb eines Scans ein die Dämpfungsverluste der sich ausbreitenden und reflektierten Welle aus­ gleichender Verstärkungswert zugeordnet. Die Verstärkungseinstellung erfolgt rein digital und wird vorzugsweise in zwei Stufen vorgenommen. In der ersten Stufe wird entweder eine Verstärkung 1[0 dB] oder 100[40 dB] realisiert. Die zweite Stufe wird durch einen als programmierbaren Verstärker geschalteten multiplizierenden D/A-Wandler gebildet und umfaßt einen möglichen Variationsbereich der Verstär­ kung von vorzugsweise 40 dB.
Die A/D-gewandelten Analogwerte werden von einer Interfaceschaltung und in einem als Wechselpuffer gestalteten Zwischenspeicher, der jeweils einen kom­ pletten Scan aufnimmt, abgelegt, so daß jeweils die Daten eines kompletten Scans über eine direkte BUS-Ankopplung in einen Arbeitsspeicher der Datenverarbeitungs­ einheit überführbar sind. Dadurch wird der Zeitbedarf für die Datenübernahme auf einem Minimum gehalten.
Für die Weiterbearbeitung der gewonnenen Georadarsignale zur Auswertung der Scans ist vorzugsweise eine Reduzierung von Störanteilen durch eine Signalfilte­ rung vorgesehen. Die Filterung wird bevorzugt nach der A/D-Wandlung des Rad­ arsignales vorgenommen und wird mittels einer geeigneten Software realisiert. Dabei sind die Filterprinzipien vorgegeben, die Parameter können zur besten An­ passung an das aktuelle Radarsignal über die Tastatur verändert bzw. eingegeben werden. Als verwendbare Filtertypen bzw. -funktionen haben sich zur Reduktion des höherfrequenten Rauschens die Smooth-Funktion (gewichtete Mittelwertbil­ dung) und zur Verringerung des mit zunehmender Verstärkung ansteigenden "Gleich"-Pegels eine Hochpaßcharakteristik, realisiert als klassischer Gauß-Hochpaß 2. Grades oder als Transversalfilter mit je einem Vor- und Nachläufer, als günstig erwiesen.
Um die relative Lage der zu erfassenden Rohrleitung zur Georadareinrichtung und/oder absolut hinsichtlich der geographischen Lage zu bestimmen, ist die erfindungsgemäße Einrichtung mit einer geeigneten Positionsbestimmungsein­ richtung versehen. Die Positions- oder Koordinatenbestimmungseinrichtung kann beispielsweise ein GPS-System oder auch eine geeignete lokale, schnell arbeitende Positionbestimmungseinrichtung oder eine Kombination beider sein. Die Positions­ bestimmungseinrichtung sollte in der Lage sein, in sehr kurzen Zeitabständen aktuelle Positionsdaten zur Verfügung zu stellen, um möglichst jedem Scan die zu­ gehörigen Positionsdaten zuordnen zu können. Alternativ ist jedoch auch eine diskontinuierliche Koordinatenzuordnung möglich, so daß nur jedem n-ten Scan, beispielsweise jedem 10. Scan, aktuelle Positionsdaten zugeordnet und die da­ zwischenliegenden geschätzt oder interpoliert werden. Derartige Positions- oder Koordinatenbestimmungseinrichtungen sind bekannt und werden deshalb im Rahmen der vorliegenden Erfindung nicht näher erläutert.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles unter Be­ zugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Antennenanordnung der Georadareinrichtung;
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der Kopplung der Datenverarbei­ tungseinheit mit der Georadareinrichtung;
Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der Datenerfassung und -auswer­ tung.
In Fig. 1 ist eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Antennen­ anordnung 10 der Georadareinrichtung gezeigt. Die Antennenanordnung 10 besteht aus den beiden Antennen 1, 2, die jeweils als Sende/Empfangsantennen mit monostatischer Betriebsweise ausgebildet sind. Zur Anwendung können beispiels­ weise Radarantennen vom Typ SIR-10 der Firma G.S.S.I. (USA) kommen. Die Antennen 1, 2 sind an geeigneten Befestigungseinrichtungen zu befestigen, z. B. einem Rahmen oder Träger, der wiederum an einem Fahrzeug befestigt sein kann, oder mittels auf dem Erdboden laufenden Kufen oder Rädern manuell über den zu untersuchenden Erdboden geführt werden kann. Die Befestigungseinrichtungen sind der Übersichtlichkeit wegen in der Figur nicht dargestellt. Unterhalb der Antennenanordnung 10 ist ein zu untersuchender Geländeabschnitt 12 mit der Geländeoberfläche 11 gezeigt. Unterhalb der Geländeoberfläche 11 liegt in einer horizontalen Rohrebene 13 eine Rohrleitung 14, die das Untersuchungsobjekt bildet. Die Rohrleitung 14 ist von Erdreich umgeben und von der Geländeoberfläche 11 aus nicht sichtbar.
Wie zu erkennen ist, sind die Antennen 1, 2 in senkrechter Richtung zur Längs­ achse der Rohrleitung 14 in einem Abstand a angeordnet und in einem horizontalen Neigungswinkel α angeordnet. Gegenseitiger Abstand a und Neigungswinkel α der Antennen 1, 2 ist so zu wählen, daß sich die Strahlungskeulen 3, 4 der Antennen 1, 2 überschneiden, so daß sich in der Rohrebene 13 ein Querschnitt der sich überlappenden Strahlungskeulen ergibt, innerhalb dessen das Suchobjekt 14 liegt. Der Abstand a der Antennen sollte vorzugsweise zwischen 0,4 und 1,2 m betra­ gen, der Neigungswinkel α liegt vorzugsweise zwischen 5 und 16°. Die zu wählen­ den Parameter für den Abstand a zwischen den Antennen 1, 2 und den Winkel α hängen zum einen von der Dielektrizitätskonstanten ∈ des Bodens ab, da diese den Öffnungswinkel der Stahlungskeule beeinflußt. Mit steigender Dielektriztätskon­ stante werden die Laufzeiten der Strahlungsimpulse größer, das Verhältnis der Laufzeiten als Folge der schmaleren Strahlungskeulen kleiner, und die Diffraktions­ hyperbel somit weniger ausgeprägt und schlechter erfaßbar. Gleiches trifft auf die Breite der Überlappung der Strahlungskeulen zu, wobei sich der Beginn der Über­ lappung mit steigenden ∈-Werten zu größeren Tiefen hin verschiebt.
Einer stärkeren Neigung der Antennen 1, 2 zueinander oder eine erhebliche Ver­ größerung des Abstandes der Antennen 1, 2 von der Geländeoberfläche 11 stehen bedeutende Sende-Signalverluste durch die schlechteren Einkopplungsbedingungen in den Erdboden gegenüber. Die Schiefstellung der Antennen wirkt in Richtung einer Verbesserung des Auflösungsvermögens, da sie eine unsymmetrische Ver­ schiebung der Diffraktionshyperbel zu größeren maximalen Signallaufzeiten be­ wirkt.
Vorzugsweise sind die Antennen 1, 2 hinsichtlich des Neigungswinkels α variabel einstellbar, während sie im feststehenden Abstand zueinander angeordnet sind. Alternativ kann auch zusätzlich der Abstand a variabel einstellbar sein oder beide Einstellungen unveränderbar vorgesehen sein.
Auf der Antenne 2 ist ein Verkippungs- oder Neigungssensor 5 angedeutet, der wegen eventueller Bodenunebenheiten auftretende Verkippungen der Antennen­ anordnung und damit verbundene Abweichungen der Auswertungsergebnisse regi­ striert und die Korrektur der Scans bzw. der Auswertungsergebnisse entsprechend der augenblicklichen Schiefstellung der Antennenanordnung/Antennen erlaubt. Als solcher Sensor können z. B. zwei verdrehungssensitive Differentialkondensatoren, deren Verdrehungsebenen senkrecht zueinander angeordnet sind, als zeitbestim­ mende Kondensatoren in RC-Generatoren verwendet werden. Die erzeugten Frequenzen sind Funktionen der Schiefstellung und stehen ständig zur Übernahme in die Datenverarbeitungseinheit und damit zur Korrektur im obigen Sinn zur Ver­ fügung.
Desweiteren ist auf der Antennenanordnung 10 eine Positions- oder Koordinatenbe­ stimmungseinrichtung 6 vorgesehen, die die Position und/oder räumliche Lage der Antennenanordnung 10 relativ zu der zu erfassenden Rohrleitung 14 oder zu Bezugspunkten und/oder absolut hinsichtlich der geographischen Lage bestimmt. Die Positions- oder Koordinatenbestimmungseinrichtung 6 kann beispielsweise ein GPS-System oder auch eine geeignete lokale, schnell arbeitende Positionbestim­ mungseinrichtung oder eine Kombination beider sein.
Die Bewegungsrichtung der Antennenanordnung 10 für die Längsverfolgung der Rohrleitung 14 ist durch den Pfeil 15 angegeben.
Die weiteren Bestandteile der Georadareinrichtung, wie Steuereinheit, Monitor oder Stromversorgung, sind in der Fig. 1 weggelassen.
Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung die Kopplung der Datenverarbeitungseinrichtung und der Georadareinrichtung für den parallelen Betrieb beider Einrichtun­ gen.
Die Georadareinrichtung wird entsprechend dem herkömmlichen Aufbau einer Georadaranlage aus der Steuereinheit 20, den Sende/Empfangsantennen 1, 2, dem Monitor 23, der Stromversorgung 24 sowie entsprechenden Verbindungsleitungen 21, 22 und 25 gebildet. Die Antennen 1, 2 sind entsprechend dem unter Bezug­ nahme auf Fig. 1 dargelegten Aufbau im Abstand a zueinander und mit horizonta­ lem Neigungswinkel α angeordnet. Die von den Antennen in den Boden ausgesen­ deten Radarsignale sind durch die Pfeile S1, S2, die empfangenen Radarsignale durch die Pfeile E1, E2 angedeutet.
Die Datenverarbeitungseinrichtung wird durch einen PC 30 mit Zentraleinheit (nicht dargestellt) gebildet, der über eine Verbindungsleitung 31 an einen Monitor 32 angeschlossen ist. Der PC 30 umfaßt desweiteren eine Schaltung zur Analogsignal­ aufbereitung 33. Die Analogsignalaufbereitung 33 ist mit einer Interfaceschaltung 34 mit Zwischenspeicher gekoppelt, die wiederum über eine direkte BUS-Ankopp­ lung mit dem Arbeitsspeicher des PC 30 verbunden ist. PC 30 und PC-Monitor 32 sind über Verbindungkabel 35, 36 an die Stromversorgung 24 der Georadaranlage angeschlossen.
Die Radarsignalgewinnung, -speicherung und -darstellung durch die Radaranlage erfolgt in herkömmlicher Weise nach Vornahme der entsprechenden Grundein­ stellungen über die Steuereinheit 20. Um eine monostatische Betriebsweise der Antennen 1, 2 bei sich durchdringenden Strahlungskeulen 3, 4 zu gewährleisten, wird durch die Verwendung von Laufzeitkabeln, die über eine Auskopplungselek­ tronik 40 in die Antennenkabel 21, 22 eingefügt sind, erreicht, daß eine Antenne ihre zugehörigen Triggerimpulse zeitlich versetzt (z. B. ca 135 ns später) als die andere Antenne erhält, so daß zwischen der Abgabe des Sendesignales S1 bzw. S2 eine Zeitdifferenz besteht. Auf diese Weise wird für diese Zeitdifferenz ein störungsfreier Empfang der reflektierten Sendesignale S1, S2 durch jede Antenne 1, 2 im Sinne monostatischer Betriebsweise gewährleistet.
Zur Realisierung eines Parallelbetriebes zwischen der Georadareinrichtung und dem PC 30 werden Triggerimpulse und analoge Radar-Empfangssignale aus den Anten­ nenzuleitungen 21 und 22 ausgekoppelt. Die Auskopplung erfolgt mit der Auskopp­ lungselektronik 40. Um die sehr kurzen Triggerimpulse für die Übernahme in den PC 30 besser handhabbar zu machen, werden aus ihnen in der Auskopplungselek­ tronik 40 Impulse von einigen zehn bis einigen hundert Nanosekunden Länge erzeugt, die über Twisted-Pair-Leitungen 37, 38 zum PC 30 übermittelt werden.
Die elektronische Schaltung 40 wird vorzugsweise mit schnellen Schottky-TTL-IC's realisiert. Die Auskopplung des Radar-Empfangssignals erfolgt aus der entsprechen­ den Leitung des Antennenkabels 21 bzw. 22 vorzugsweise mittels eines nicht­ invertierenden Trennverstärkers. Die Stromversorgung dieser Baugruppe erfolgt vom PC.
Georadarsteuereinheit 20 und PC 30 arbeiten asynchron zueinander. Für diesen ansynchronen Betrieb wird vorzugsweise mit einem Wechselpuffer-Regime für die Radardaten gearbeitet.
Die Signalaufbereitung im PC 30 kann mit zwei Einsteckkarten auf ISA-BUS-Basis erfolgen, die von der Zentraleinheit des PC 30 angesprochen und abgefragt werden können.
Die Verbindung zwischen den Einsteckkarten und der Zentraleinheit des PC 30 sowie die graphische Darstellung der Georadardaten auf dem PC-Monitor 32 wird mittels einer entsprechenden Software realisiert.
Die zu einem Scan gehörigen Sample-Werte werden zur Einsparung von Daten­ transferzeit vorzugsweise zunächst auf den Einsteckkarten jeweils für beide Anten­ nen 1, 2 zwischengespeichert. Die Vollständigkeit eines Scans wird von der Zentraleinheit periodisch abgefragt und bei positivem Ausgang aus dem Zwischen­ speicher in einem Vorgang in den Hauptspeicher des PC 30 übernommen. Signal­ bearbeitung und graphische Darstellung greifen damit nur auf den Hauptspeicher zu. Die jeweils komplette Übernahme eines Scans gestattet in einfacher Weise die Übernahme und Zuordnung weiterer Daten, wie Parameter der Schiefstellung der Antennenanordnung und der von der Positioniereinrichtung erhaltenen Ortskoor­ dinaten.
Die Weiterverarbeitung der aus den Antennenzuleitungen ausgekoppelten analogen Radarsignale beinhaltet für beide Kanäle (Sende/Empfangsantennen) getrennt eine einstellbare Signalverstärkung und die anschließende Analog-Digital-Wandlung.
Bezüglich der Signalverstärkung wird jeder Probe (Sample) innerhalb eines Scans ein die Dämpfungsverluste der sich ausbreitenden und reflektierten Welle aus­ gleichender Verstärkungswert zugeordnet. Die Verstärkungseinstellung erfolgt rein digital und wird vorzugsweise in zwei Stufen vorgenommen. In der ersten Stufe wird entweder eine Verstärkung 1[0 dB] oder 100[40 dB] realisiert. Die zweite Stufe wird durch einen als programmierbaren Verstärker geschalteten multiplizierenden D/A-Wandler gebildet und umfaßt einen möglichen Variationsbereich der Verstär­ kung von vorzugsweise 40 dB.
Die A/D-gewandelten Analogwerte werden von einer Interfaceschaltung und in einem als Wechselpuffer gestalteten Zwischenspeicher, der jeweils einen kom­ pletten Scan aufnimmt, abgelegt, so daß jeweils die Daten eines kompletten Scans über eine direkte BUS-Ankopplung in einen Arbeitsspeicher der Datenverarbeitungs­ einheit überführbar sind. Dadurch wird der Zeitbedarf für die Datenübernahme auf einem Minimum gehalten.
Für die Weiterbearbeitung der gewonnenen Georadarsignale zur Auswertung der Scans ist vorzugsweise eine Reduzierung von Störanteilen durch eine Signalfilte­ rung vorgesehen. Die Filterung wird bevorzugt nach der A/D-Wandlung des Radarsignales vorgenommen und wird mittels einer geeigneten Software realisiert. Dabei sind die Filterprinzipien vorgegeben, die Parameter können zur besten An­ passung an das aktuelle Radarsignal über die Tastatur verändert bzw. eingegeben werden. Als verwendbare Filtertypen bzw. -funktionen haben sich zur Reduktion des höherfrequenten Rauschens die Smooth-Funktion (gewichtete Mittelwertbil­ dung) und zur Verringerung des mit zunehmender Verstärkung ansteigenden "Gleich"-Pegels eine Hochpaßcharakteristik, realisiert als klassischer Gauß-Hochpaß 2. Grades oder als Transversalfilter mit je einem Vor- und Nachläufer, als günstig erwiesen.
Zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zusätzlich auf die schema­ tische Darstellung in Fig. 3 Bezug genommen.
In einem ersten Verfahrensschritt wird mit Hilfe der Positionsbestimmungsein­ richtung 6 die relative Lage einer zu erfassenden Rohrleitung 14 zu den Sende/- Empfangsantennen 1, 2 bestimmt und anschließend werden diese Daten mit den geographischen Koordinaten der Sende/Empfangsantennen 1, 2 kombiniert.
Um das Suchobjekt 14 zu identifizieren, wird mittels der Georadareinrichtung jeweils ein Radargramm der monostatisch betriebenen Sende/Empfangsantennen 1, 2 quer zur vermuteten Laufrichtung, also der x-Richtung, der zu verfolgenden Rohrleitung 14 aufgenommen, wobei Georadareinrichtung und PC 30 parallel arbeiten, da stets die Triggerimpulse für die Sendeimpulse S1, S2 sowie die Emp­ fangstriggerimpulse, die zur Bildung der Radar-Empfangssgnale E1, E2 führen, und die analogen Radar-Empfangssgnale E1, E2 aus den Antennenzuleitungen 21, 22 zur Steuereinheit 20 der Georadareinrichtung ausgekoppelt und an den PC 30 übermittelt werden.
Die ausgekoppelten Signale werden im PC 30 weiterverarbeitet und die Georadar­ daten (Scans) sowohl als Oszillogramme O1, O2 und als auch Radargramme R1, R2 auf dem Monitor 32 des PC 30 graphisch dargestellt.
Sind in den erhaltenen Radargrammen die der Rohrleitung 14 entsprechenden Diffraktionshyperbeln zu erkennen, wird der Suchvorgang in x-Richtung abgebro­ chen.
Anschließend wird der Cursor des PC-Monitors 32 in den auf dem Monitor 32 untereinanderliegenden Radargrammen R1, R2 in der Position C eingestellt, die aufgrund einer Auswertung der Radargramme R1, R2, die vorzugsweise visuell durch die Bedienperson erfolgt, der Lage der Rohrleitung mittig unter beiden Radar­ antennen weitestgehendst entspricht. Gleichzeitig werden auf dem PC-Monitor 32 neben den Radargrammen R1, R2 die entsprechenden Scans als Referenzoszillo­ gramme O1c, O2c dargestellt.
Auf der Grundlage der ermittelten Cursorposition C wird die Antennenanordnung 10 über die zu erfassende Rohrleitung 14 zurückgeführt, bis weitestgehende Übereinstimmung der aktuellen, als Oszillogramme O11, O21 dargestellten Geora­ dardaten mit den Referenzoszillogrammen O1c, O22 besteht. Aus beiden Oszillo­ grammen werden mit einer zugelassenen Schwankungsbreite Tb für beide Anten­ nenkanäle neue Referenzoszillogramme für die Längsverfolgung der Rohrleitung 14 festgelegt.
Im weiteren wird die Antennenanordnung 10 in Längsrichtung 15 der zu erfassen­ den Rohrleitung 14 fortbewegt und werden die Georadarsignale kontinuierlich durch die Georadareinrichtung erfaßt sowie parallel die Triggerimpulse und analo­ gen Radarempfangssignale durch die Auskopplungselektronik 40 ausgekoppelt und an den PC 30 übermittelt. Im PC 30 werden die ausgekoppelten Signale kontinuier­ lich verarbeitet und als Oszillogramme O12 . . . O1n, O22 . . . O2n und fortleufende Radargramme R1, R2 auf dem Monitor 32 des PC 30 graphisch dargestellt. Die kontinuierlich bearbeiteten Signale werden darüberhinaus zur Ermittlung der Bewe­ gungsrichtung, Kurskorrektur und Führung der Antennenanordnung 10 eingesetzt.
Nach der Auswertung der Oszillogramme O12 . . . O1n, O22 . . . O2n ist die relative Lage der Rohrleitung 14 bezüglich der Antennenanordnung 10 bestimmt. Nach Bestimmung der Antennenkoordinaten mit Hilfe der Positionsbestimmungsein­ richtung 6 und Kombination mit der relativen Lage der Rohrleitung 14 bezüglich der Antennenanordnung 10 wird der Leitungsverlauf mittels eines graphisches Informa­ tionssystems kartiert.

Claims (13)

1. Einrichtung zur digitalen Erfassung, Verfolgung und Kartierung unterirdischer oberflächennaher Rohrleitungen und Rohrleitungsnetze, bestehend aus einer mobilen Georadareinrichtung mit mindestens zwei Sende/Empfangsantennen und einer Steuereinheit, einer Positionsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Position und/oder räumlichen Lage der Georadareinrichtung relativ zu der zu erfassenden Rohrleitung oder zu Bezugspunkten und/oder absolut hinsichtlich der geographischen Lage, und einer Datenverarbeitungseinheit mit Bedien­ konsole und Monitor, dadurch gekennzeichnet, daß die Georadareinrichtung zwei abwechselnd monostatisch betriebene und senkrecht zur Bewegungsrich­ tung der Georadareinrichtung derart im Abstand (a) voneinander angeordnete und miteinander gekoppelte, leicht gegeneinander geneigte Sende/Empfangsan­ tennen (1, 2) besitzt, daß sich ihre Strahlungskeulen (3, 4) teilweise überdec­ ken, und daß die Datenverarbeitungseinheit (30) Einrichtungen (40; 33; 34) zum Auskoppeln von Triggerimpulsen und analogen Empfangssignalen aus Ver­ bindungsleitungen (21, 22) zwischen den Antennen (1, 2) und der Steuereinheit (20) der Georadareinrichtung sowie zur Online-Verarbeitung dieser Impulse und analogen Signale besitzt.
2. Einrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangsantennen (1, 2) in einem festen Abstand (a) und mit variabler Neigung angeordnet sind.
3. Einrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangsantennen (1, 2) in einem horizontalen Winkel (α) von etwa 5-16° zueinander geneigt und etwa 0,4-1,2 m beabstandet an­ geordnet sind.
4. Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sende- und Empfangsantennen (1, 2) mit einem Neigungssensor (5) ausgestattet sind.
5. Einrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Georadar-Antennenanordnung (10) durch eine dritte und/oder vierte Sende-/Empfangsantenne derart ergänzt wird, daß die Längsausdehnung ihrer Strahlungskeulen in Längsrichtung der erfaßten Rohrleitung (14) liegt.
6. Einrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auskopplung der Triggerimpulse mittels einer Auskopplungselektronik (40) erfolgt, mit welcher die sehr kurzen Triggerimpulse ausgekoppelt und auf Impulsdauern von einigen 10 bis zu einigen 100 ns verlängert werden, und die Leitungstreiber zur Einspeisung dieser Impulse in entsprechende Kabel umfaßt.
7. Einrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung der analogen Signale mittels einer Schaltung zur Analogsignalaufbereitung (33) erfolgt, die eine Ver­ stärkereinheit mit digital steuerbarer Verstärkung zur festen Zuordnung eines bestimmten Verstärkungswertes zu jeder Probe innerhalb eines Scans, sowie für jeden Antennenkanal einen A/D-Wandler mit parallelem Datenausgang besitzt.
8. Einrichtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die A/D-gewandelten Analogwerte von einer Interfaceschaltung (34) und in einem als Wechselpuffer gestalteten Zwi­ schenspeicher, der jeweils einen kompletten Scan aufnimmt, abgelegt werden, so daß jeweils die Daten eines kompletten Scans über eine direkte BUS-Ankopplung in einen Arbeitsspeicher der Datenverarbeitungseinheit (30) überführbar sind.
9. Verfahren zur digitalen Erfassung, Verfolgung und Kartierung unterirdischer oberflächennaher Rohrleitungen in Rohrleitungsnetzen mittels einer Ein­ richtung gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, umfassend folgende Schritte:
  • a) Bestimmung der relativen Lage der zu erfassenden Rohrleitung (14) zu den Sende/Empfangsantennen (1, 2);
  • b) Kombination dieser Daten mit den geographischen Koordinaten der Sende/Empfangsantennen (1, 2);
  • c) Aufnahme jeweils eines Radargrammes der monostatisch betriebe­ nen Sende-/Empfangsantennen (1, 2) quer zur vermuteten Laufrich­ tung einer zu erfassenden Rohrleitung (14) und Identifizierung der Rohrleitung (14) durch die in den Radargrammem erzeugten Dif­ fraktionshyperbeln der zu erfassenden Rohrleitung (14) mittels der Georadareinrichtung;
  • d) parallel zu Schritt c) Auskopplung von Triggerimpulsen und analogen Radar-Empfangssignalen aus den Antennenzuleitungen (21, 22) zur Steuereinheit (20) der Georadareinrichtung und Übermittlung an die Datenverarbeitungseinheit (30);
  • e) Verarbeitung der ausgekoppelten Signale in der Datenverarbeitungs­ einheit (30) und graphische Darstellung der Georadardaten als Oszil­ logramme und/oder Radargramme auf dem Monitor (32) der Daten­ verarbeitungseinheit (30);
  • f) Einstellung des Cursors anhand der Radargramme aus Schritt e) am Monitor (32) der Datenverarbeitungseinheit (30) in der Position (C), die aufgrund einer Auswertung der Radargramme aus Schritt e) der Lage der Rohrleitung mittig unter beiden Radarantennen (1, 2) wei­ testgehendst entspricht und Darstellung entsprechender Scans als Referenzoszillogramme (O11, O21);
  • g) Rückführung der Antennenanordnung (10) über die zu erfassende Rohrleitung (14) bis weitestgehende Übereinstimmung der aktuellen, als Oszillogramme (O12, O22) dargestellten Georadardaten mit den Referenzoszillogrammen nach Schritt f) besteht und Festlegung neuer Referenzoszillogramme (O12, O22) mit zugelassener Schwan­ kungsbreite (b) für die Längsverfolgung der Rohrleitung (14);
  • h) Bewegung der in Längsrichtung (15) der zu erfassenden Rohrleitung (14) und kontinuierliche Erfassung der Georadarsignale durch die Georadareinrichtung sowie parallele Auskopplung der Triggerimpulse und analogen Radarempfangssignale und Übermittlung an die Daten­ verarbeitungseinheit (30) entsprechend Schritt d);
  • i) kontinuierliche Verarbeitung der ausgekoppelten Signale in der Da­ tenverarbeitungseinheit (30) und graphische Darstellung der Geora­ dardaten als Oszillogramme und/oder Radargramme auf dem Monitor der Datenverarbeitungseinheit und/oder Nutzung der kontinuierlich bearbeiteten Signale zur Ermittlung der Bewegungsrichtung, Kurs­ korrektur und Führung der Antennenanordnung (10);
  • j) Kartierung des Leitungsverlaufes mittels eines graphischen Informa­ tionssystems.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den Antennenzuleitungen ausgekoppelten analogen Radarsignale für beide Kanäle getrennt durch eine einstellbare Signalverstärkung und anschließen­ de Analog-Digital-Wandlung weiterverarbeitet werden.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Analog-Digital-Wandlung eine Filterung zur Verringerung von Störanteilen erfolgt.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterung mittels einer Filter-Software erfolgt, die sowohl störende hochfrequente Signalanteile als auch elektronische Drifterscheinungen und Offset-Kom­ ponenten minimiert.
13. Verfahren gemäß den Ansprüchen 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Softwarepaket wahlweise eine Durchmusterung der Radargramme, eine gezielte Speicherung ausgewählter Radargramme auf externen Speicherme­ dien und/oder eine Übergabe ermittelter Leitungskoordinaten an graphische Informationssysteme erlaubt.
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