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● 1개의 중심 주파수를 이용해 지반이나 구조물의 내부를 탐사할 때 주파수 별로 해상도와 탐사심도가 달라지기 때문에 적절한 주파수를 사용하여야 한다. 개별 주파수는 주파수 영역대의 탐사분야와 깊이가 정해져 있어 활용 폭에 있어서 한정되어 있으며, 탐사분야의 확장성 및 정밀도 향상을 위하여 다중 주파수의 융합을 통해 정밀도 및 신뢰성 확보를 하고자 국내외적인 많은 연구가 진행중에 있다. ● 둘 이상의 요소가 합쳐져 하나로 합하는 융합기술은 산업 전반적으로 이뤄지고 있는 기술적인 요소로 다양한 분야에서의 활용도나 관심이 높아지고 있다. GPR은 제한된 대역폭에서의 전자파를 이용하기 때문에 중심주파수의 선택에 따른 탐사 깊이의 제한과 정해진 해상도를 가지게 된다. 해상도와 탐사 깊이의 한계로 인해 다양한 크기로 서로 다른 심도에 매설된 관로를 탐지하는 데에는 많은 어려움이 있다. 다중 주파수는 단일 주파수간의 신호 간섭, 측정시간 및 장비의 운용을 최소화 할 수 있으며, 영역별 조사의 불편함을 해소 할 수 있다는 점과 여러 매질에 동시에 분해능을 높여 판독이 가능하다는 장점을 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 여러 주파수의 안테나를 사용하여 탐사하는 방법이 사용되고 있다. 그럼에도 불구하고 다중 주파수 GPR 데이터를 단일 영상으로 융합하는 것은 본질적으로 주파수에 따라 달라지는 안테나 이득으로 인해 쉽지 않은 기술이므로 주요 과제로 남아 있다.

본 기술은 다중 주파수의 GPR탐사 자료의 융합 처리 방법을 이용한 지하시설물의 탐사 정확도의 향상 기술로 고심도의 지하시설물을 고해상도로 탐사하기 위한 기술이다. 지표 투과 레이더(GPR)는 고주파 전자파를 이용하여 지하 물체와 인터페이스를 탐지하고 위치를 파악하는 비파괴 기술이다. 높은 주파수를 늘리면 분해능이 향상될 수 있지만, 고주파 신호의 더 강한 감쇠로 인해 조사 깊이가 감소한다. 따라서 단일 중심주파수 기반 GPR 시스템에서 분해능과 조사 깊이 사이에는 상대적으로 조절하여 선택할 수밖에 없다. 지하 공간은 매질이 서로 다른 물질로 구성되어 있는 경우가 많다. 지하매설물은 지하 공간에 서로 다른 심도를 가지고 매설되어있다. 따라서, 심도가 얕은 곳의 매설물은 보통 통신관로 등이 있으며 1m 이하에 매설된 상수도, 하수도 관로 등은 심도가 깊은 곳에 있다. 그러므로 주파수를 적용하여 GPR 탐사 시 탐사 깊이에 따른 중심주파수를 변경할 수밖에 없다. 레이다 파의 특성상 매질이 서로 다른 매질을 만나면 감쇠 현상이 일어나기 때문에 주파수 선택에 있어서 고려하여야 한다. 주파수 세기가 작은 것은 탐사 깊이는 깊으나 분해능이 낮아지며 주파수 세기가 큰 것은 탐사 깊이는 적으나 분해능이 높아지는 특성을 고려하여야 한다. 경험적으로 지하매설물을 탐사하기에 효과적인 안테나 200MHz에서 500MHz 중심주파수를 이용하는 것이 유리하다. 고해상도와 심층 침투 능력을 동시에 얻기 위해 가중치가 있는 시간 영역 융합, 가중치가 없는 시간 영역 융합, 가중치가 있는 주파수 영역 융합의 세 가지 알고리즘과 다중주파수 GPR 자료의 융합에 의한 적용해 보았다. 융합 효과는 융합 레이더 프로파일과 두 번째 파생 그레이디언트 연산자이며 이미지 강도의 제로 교차를 감지하여 이미지 에지 감지에 일반적으로 사용되는 라플라스 연산자에 의해 질적 및 정량적으로 평가 및 비교된다. 수치 시뮬레이션 및 필드 데이터의 결과는 융합 프로파일이 고주파 안테나에서 얕은 영역의 높은 해상도를 유지할 수 있을 뿐만 아니라 다중주파수 데이터를 단일 프로파일로 병합하여 저주파 안테나의 상당한 조사 깊이를 활용할 수 있음을 알 수 있다. 따라서 융합된 GPR 데이터는 더 많은 정보와 상세한 특성을 가진 단일 영상을 생성할 수 있다. 중심주파수는 하나이기 때문에 깊은 탐사 깊이와 높은 해상도를 동시에 달성하기는 어렵다.