• 1) 전자기파의 특성

  GPR은 전자기파를 단속적으로 발생시키고 수신하는 측정 장비로서 그 측정한계는 전자기파의 측정한계를 따른다. 전자기파가 안테나에서 방출되면 파동의 회절특성 때문에 진행 방향에 대해서 일정한 각도로 퍼져나가게 된다. 또한 매질 내를 진행하면서 매질의 유전상수에 따라 그 진행속도와 매질에 대한 파의 에너지 흡수율에 차이가 발생된다. 유전상수는 진동수와 전도도에 비례하는 양으로, 전자기파의 매질 내 속도는이 되고, 매질에 대한 파의 에너지 흡수율은 전도도에 비례한다. 매질 내 임의의 심도에서 파의 강도는 아래로 쓸 수 있다.또한 전자기파의 회절 때문에 심도가 깊어지면 분해능은 떨어지게 되는데 알려져 있는 분해능은 안테나에 수직방향으로 한파장반이고, 수평방향으로는 아래가 된다.그러므로 파장이 짧으면 전체적인 분해능은 커질 수 있으나, 전자기파의 투과깊이는 파장에 비례하므로 낮은 심도밖에 조사 할 수 없는 단점이 있고, 깊은 심도의 물체를 확인함에 있어서 신호처리에도 문제가 발생될 수 있다. 반대로 전자기파의 파장이 길면 투과깊이는 증가하나 정밀도가 떨어진다. 그러므로 측정에 있어서 적당한 안테나의 선택은 중요한 문제이다.

• 2) GPR에 사용되는 유전상수

  전자기파가 하나의 매질에서 다른 매질로 진행할 때 매질경계면에서 다음의 현상이 일어난다.
  전자기파의 일부는 입사각과 동일한 각도로 되돌아가고 나머지는 굴절하여 계속 다른 매질로 진행한다.
  이때 반사되는 전자기파의 절대크기(반사도)를 측정하고 흡수도를 측정할 수 있으면 상대 굴절율을 계산할 수 있고 따라서 유전상수를 측정할 수 있다.
  
  매질의 유전상수를 알고 있다면 매질 내 전자기파의 진행속도를 계산할 수 있고, 전자기파를 발신한 후 수신될 때까지 걸린 시간을 측정하면 대상물의 심도를 계산할 수 있다. 그러나 현실적으로 지반이 균일하지 않기 때문에 반사도와 매질 내 전자기파 에너지의 흡수도를 동시에 측정한다는 것은 불가능하므로 특정 목적물까지 전자기파가 도달하는 시간을 측정하여 역으로 유전상수를 계산한다.
  다시 말하면 GPR 비파괴 검사법에서 사용하는 유전상수는 진동수에 관계없이 전자기파의 속도에만 의존하는 항으로 전환된 것이다.
  
  물리학적으로 상대 유전율을 결정하는 방법은 캐패시터를 만들어 측정하는 방법이 있으나 이는 현장에서의 측정매질과 동일한 상태로 유지하기 어렵고, 지반인 경우 측정 당시 지하수위나 여러 조건으로 인하여(지반의 함수율 등) 실험실에서 측정한 데이터를 바로 적용시키기는 어렵다. 역으로 심도를 알고 있는 대상물에 대해서 유전상수를 구할 수 있으면 매질의 상태를 어느 정도 유추할 수 있다.

• 3) 매질의 유전상수

  토목.건축과 관련된 주요 매질에 대한 상대 유전상수는 다음과 같다.

  [지반별 유전율]

  매 질	유 전 상 수	매 질	유 전 상 수
  공기	1	얼음	4
  금속	300	만년설	1.5
  물	81	아스팔트	5
  마른콘크리트	5.5	젖은 콘크리트	12.5
  마른모래	4	젖은모래	15
  포화된모래	25	마른 Loamy/점토질토양	2.5
  마른광물/젖은토양	6	유기체 토양	64
  젖은 모래질 토양	23.5	결빙토양/영구동토	6
  표석점토	11	토탄층	61.5
  마른 점토	4	젖은 점토	27
  마른 모래와 자갈	5.5	언 모래와 자갈	5
  마른 화강암	5	젖은 화강암	6.5
  화산재	13	젖은 현무암	8.5
  알칼리 광석	5.5	마른 보크사이트	25
  섬장암 반암	6	석탄	4.5
  마른 석회석	5.5	젖은 석회석	8
  젖은 사암	6	젖은 염	6

  위에서 보면 매질의 함수율에 따라 유전상수에 큰 차이를 보여 습윤 상태의 매질이 건조한 매질보다 유전상수가 커짐을 알 수 있다.
  또한 모래와 사암은 전체적인 구성 물질은 동일하나 밀도에서 차이가 있으므로 공극률에 따라서도 유전상수가 변화됨을 알 수 있다.

• 4) 유전상수를 구하는 방법

  토목.건축과 관련된 주요 매질에 대한 상대 유전상수는 다음과 같다.

  • (1) 현장에서 구하는 방법
    발신 안테나와 수신 안테나의 상대위치를 변화시켜서 측정하는 방법 CMP법은 측정하고자 하는 물체의 수평위치를 알고 있을 경우 유용한 방법이다. 측정대상물을 중앙에 두고 수신자와 발신자를 측정 대상물에서 동일한 간격을 유지하면서 여러 지점에서 데이터를 획득하여 전자기파의 이동거리에서 오는 시간 차이를 측정하여 유전상수 또는 Slowness를 측정하는 방법이다. 이 경우 발신자는 지향성을 두지 않게 되고 모든 방향으로 전자기파를 송신하게 된다. 그러므로 거리가 멀어지면 전자기파의 세기가 약해지고 반사파의 강도도 줄어들게 된다.
  • 발신 안테나와 수신 안테나가 하나로 되어 있는 Monostatic 안테나에서 주로 사용하는 방법으로 전자기파가 심도를 알고 있는 물체에 도달하였다 되돌아오는 데까지 걸린 시간을 측정하여 매질의 유전상수나 Slowness를 구한 후 전자기파가 발신 안테나를 떠나 수신 안테나에 도달한 시간과 이전에 측정한 유전상수 혹은 Slowness를 적용하여 심도를 구하는 방법이다. 이때 주의할 점은 보정 대상물은 심도가 정확히 알려져 있어야 하고, 실측이 가능한 상태에 있어야 하며, 측정하고자 하는 대상물과 동일한 매질에 존재하여야 한다. 만일 이 조건을 만족시키지 못하면 데이터는 경험에 의해서 분석하여야만 된다.

  • (2) 실험실에서 구하는 방법
    실험실에서 유전상수를 구하는 가장 간단한 방법은 캐패시터 즉 축전기를 이용하는 방법이다. (물론 유전상수는 진동수에 관계된 항이지만 정전기적인 방법으로 구한 값과 오차 한계 내에서 차이가 발생되지 않는다.) 캐패시터 양단에 일정한 전위(V)를 걸어 캐패시터를 충전한 후 전원을 단락 시키고 측정하고자 하는 시료를 캐패시터 내부에 삽입한다. 그러면 캐패시터 내부에 충전된 전하량을 일정하게 유지하기 위하여 전압(V')이 하강한다. 이 전압비가 유전상수이며 다음과 같이 나타낼 수 있다. 이 방법을 이용하려면 현장에서 교란되지 않은 시료를 채취해야 한다. 그런데 현장에서 실측한 조건이 아니므로 지반탐사에 적용시킬 수 있는지는 미지수이나 구조물탐사에는 어느 정도 유용하리라 생각된다.

• 1) 안테나의 주파수에 따른 측정 한계

  지반이나 구조물을 탐사하는 경우 적당한 안테나의 선택은 중요한 문제이다. 일반적으로 저주파일수록 지반에 대한 투과율이 좋고 동일한 진동수의 파장이라면 안테나의 출력이 큰 편이 지반 침투율이 좋아진다. 안테나의 측정 한계는 각 회사마다 다르며 본사에서 소유하고 있는 Zond-12e에서 제공하는 자료에 따르면 주파수별 안테나의 측정심도는 다음과 같다.
  단, 이것은 실험데이터로 절대적인 것은 아니며 매질에 따라 차이가 있다.

  [GPR 안테나별 탐사심도]

  주파수(MHz)	크기(cm)	무게(Kg)	쉴드여부	가탐심도(m)	용도	비고
  1500	27×13×13	1.5	O	0.5	콘크리트/터널
  900	43×22×12	3	O	1	벽면/지반
  750	80×35×65	4	O	2	철로/도로
  500	69×32×12	6	O	2.5	관로조사
  300	98×52×12	10.5	O	5	관로/지반
  25~100 (Python-3)	길이 1~4m	10~20	X	5~40	지반	WiFi

• 2) 대상물의 크기에 따른 측정 한계(분해능)

  안테나의 파장에 따라 전자기파의 투과 깊이에 한계가 있기 때문에 진동수가 큰, 즉 파장이 짧은 안테나를 이용해서 깊은 심도의 대상물을 탐사하기는 어렵다. 그러므로 깊은 심도의 대상물을 탐사하기 위해서는 긴 파장의 안테나를 이용해야 하는데 파장에 따른 안테나의 분해능은 다음과 같다.

  • 수평방향 분해능
    수평 방향의 분해능은 첫 번째 Fresnel Zone의 0% 이고 이를 알기 위해서는 유전상수를 알고 있어야 한다.
  • 수직방향 분해능
    수직방향의 분해능은 한 파장 반으로서 다음과 같이 계산할 수 있다. 먼저 진동수에 따른 전자기파의 1파장에 소요되는 시간은 진동수의 역수로서 아래이고특정 매질에서의 1파장의 길이는 아래로 나타낼 수 있으며 분해능은 파장의 반이므로 쉽게 유추할 수 있다.

  진동수		1파장(ns)	매질내에서의 1파장(cm)
  			공기중 (유전상수1)	마른 질사토 (유전상수4)	콘크리트 (유전상수6)
  2,500 MHZ		0.4	1	2	10
  1,000 MHZ		1	30	60	300
  500 MHZ		2	15	30	150
  100 MHZ		10	1.22	24.5	122.5
  MLF	80 MHZ(120cm)	12.5	375	187.5	153.1
  	40 MHZ(240cm)	25	750	375	306.2
  	32 MHZ(360cm)	31.25	937.5	468.8	382.7
  	20 MHZ(480cm)	50	1,500	750	612.4
  	16 MHZ(600cm)	62.5	1,875	937.5	765.5

GPR 장비는 전자기파를 단속적으로 발신하고 수신하는 장비로서 측정시간은 나노초(ns) 즉 10^-9초의 단위를 사용한다. 그리고 매질경계면에서 반사도는 두 매질 간 굴절율 차에 의존하게 된다. 그리고 파의 성질상 지향성 안테나라도 어느 정도 각을 이루고 파를 송신수신하게 되고, 특정한 방향에 대한 파의 세기는 거리에 따라 제곱 항으로 줄어들게 된다. 또한 파가 매질에 흡수되어 계획된 대로 심도를 구하지 못할 가능성도 있다. 이러한 문제점으로 인하여 데이터의 오분석이 발생할 여지가 많고, 어느 정도 측정대상물에 대한 정보를 알지 못하면 전혀 분석을 할 수 없을 경우도 발생하며 매질 경계면에 따라서는 분석할 만한 반사파가 검측 되지 않는 경우도 발생할 수 있다.

• 1) 파의 회절

  Bistatic 안테나의 경우 임의성을 가지므로 전자기파가 전 방향에 대해서 동일한 세기로 송출되고 Monostatic 안테나인 경우 지향성을 가지므로 특정한 방향에 대한 세기가 다른 방향보다 강하게 송출된다. 파는 매질을 통과하면서 그 일부가 매질에 흡수되어 세기가 점차로 줄어들게 되고, 또한 회절과 송신 각 때문에 세기는 줄어들게 된다. 그러므로 파를 수신할 때 파의 세기를 일정한 시간 비율로 증폭하여 수신하게 되는데 (GSSI사 제품만 그러하고 Zond-12e 제품은 수신할 때 증폭을 하지 않고 데이터 처리 과정에서 증폭을 한다.) 이 증폭률은 기기의 성능에 따라 다르다. 지하매설물이나 지층경계면이 존재한다고 예상되는 구역에 대해서 증폭률을 강하게 주어야 한다. 그렇지 않으면 구별하기가 어렵고 좋은 데이터를 수신하였다 하더라도 놓치기 쉽다. 그런데 수신된 데이터를 증폭하는 과정에 있어서 동일한 시각에 발신 안테나에서 송신된 파가 경로 차에 의해서 동일한 매질에 있는 단일 지하매설물이나 지층경계면이 2개 이상 존재하는 것으로 보여 질 수 있고 또한 이러한 시간차 때문에 서로 간섭을 일으켜 지층 또는 지하매설물을 구별하기가 어려울 때도 있다. 이 현상은 피할 수 없는 것이며, 데이터를 분석할 때 사전정보가 없다면 심도를 변화시키거나 증폭률을 변화시킨 데이터가 최소한 2개 이상이 있어야 분석할 수 있을 것이다. 이때 2개 이상의 데이터에서 공통된 부분을 찾는다면 증폭에 대한 오분석을 줄일 수 있으나, 그래도 너무 작은 반사파는 식별하기 어렵다

• 2) 유전상수 (매질의 불균일성)

  매질을 진행하던 전자기파가 다른 매질로 입사하면 반사파가 생기는데 이때 두 매질 간 굴절률 혹은 유전 상수 차이에 의해서 반사파의 강도가 결정된다. 그런데 매질의 유전상수를 보면 금속과 공기, 물을 제외하고는 토층이나 구조물을 형성하는 매질인 모래, 아스팔트, 콘크리트, 점토, 자갈, 암석 등 대부분이 4 ~ 8 사이의 상대 유전상수를 가지고 있고 또한 물이라는 변수에 따라서 유전상수가 변하므로 반사파의 강도가 극히 미약할 수 있다. 또한 금속이라고 하더라도 표면에 피복이 되어 있거나 공기, 즉 공동이라고 하더라도 그 공동의 크기가 진동수와 비교하여 극히 작을 경우 반사파의 강도가 작게 된다. 또한 지층 경계면도 마찬가지로 구별하기 어려울 수 있다. 더욱이 지층 경계면은 단단한 암반인 경우를 제외하고는 경계면이 선으로 형성되는 것이 아니고 한 매질에서 다른 매질로 천천히 전이하고 유전상수도 매질 경계면 에서 천천히 변하므로 더욱 구별하기가 어렵다. 그러므로 이 경우 지하매설물이나 지층은 반사도 보다는 오히려 그 반사패턴으로 구별하는 것이 용이하다. 그러나 이는 사전에 어느 정도 조사된 자료가 있어야 효율적이다. 그리고 다분히 경험에 의할 수밖에 없다. 예를 하나 들면 지하에 매설되어 있는 콘크리트 관은 이 관에서 반사되는 반사강도보다 관내의 공간에 대한 반사 패턴으로 구별할 수 있다.

• 3) 수분

  지하에 있는 매질 중 그 상대 유전상수차가 가장 큰 것은 물이다. 물이 지하나 지표에 있는 경우, 반사파의 강도가 상당히 크고 또한 큰 반사파는 안테나에서 다시 반사되어 연속 반사를 이룬다. 그러므로 물이 존재하는 경우, 이것이 지표에 있으면 수면 아래에 대한 정보는 얻기 어렵다. 그러나 지하에 있는 경우에는 반사파의 강도가 크지 않으므로 물 하면에 대한 정보도 얻을 수 있다. 그러므로 지하에 지하수가 존재하는 경우는 탐사가 가능하다. 그리고 수분이 다량 함유되어 있거나 포화 상태인 매질 내에서의 지하매설물 탐사는 수면 반사 때문에, 그리고 염분이 함유된 물인 경우 파의 세기가 급격하게 감소함으로써 측정이 어렵다. 그런데 지하수는 물이 단속적인 면을 이루고 있지 않고 주변 매질에 흡수되게 된다. 그러면 매질에 대한 유전상수가 매질의 유전상수에서 물의 유전상수로 선형적으로 변화하게 되고 이 경우 매질 경계면이 모호해져 탐사가 어려워진다. 콘크리트 구조물의 경우 토층과 콘크리트가 오랜 기간 접촉되어 있어 콘크리트의 함수율이 높아지면 그 경계를 찾기가 어렵다. 이 경우 구조물의 경계면 보다는 구조물내의 철근 반사를 이용하여 구조물을 확인한다.

• 4) 표면 반사

  GPR 비파괴 시험법을 현장에서 적용하면 대부분의 표면 반사는 유전 상수가 크면 반사가 커지나 경우에 따라서 표면 반사가 매우 강한 경우가 있다. 이는 표면의 마감상태에 따라서 달라지는데 표면에 물이 있거나 유리, 대리석, 또는 이와 유사한 매질에 의해 표면이 매끈하게 처리된 표면의 반사는 매우 강하다. 표면 반사가 심한 경우 전자기파의 반사량이 투과량에 비해서 매우 크기 때문에 표면 하부의 상태가 전혀 측정이 불가능한 경우도 있고, 또한 표면 반사 강도가 크다는 것은 투과파의 파장이 작다는 것이므로 측정 심도가 더욱 작아질 수 있다. 이 경우 과도하게 신호를 증폭해야 하기 때문에 오분석의 소지가 많다.

• 1) 초기 조건 설정

  • 측정 시간 범위(Range) 설정
    GPR 장비는 전자기파를 발신하고 대상물에서 반사되어오는 반사파를 수신하여 지하특성을 밝히는 장비이다. 이 경우 발신에서부터 수신까지의 시간을 무한정 길게 설정할 수 없기 때문에 대상물이 있는 심도가 적절한 시간 범위 내에 들어오게 설정해야 한다. 그러나 시간을 너무 길게 설정하면 대상물이 시간 범위 내에 들어온다 하더라도 구별할 수가 없게 되므로 대상물의 위치가 화면의 수직방향으로 2/3 정도 위치 내에 오도록 설정하는 것이 중요하다. 이 경우 가장 좋은 데이터를 획득할 수 있다. 그런데 대상물의 위치를 알지 못하는 경우, 측정 시간 범위를 크게 잡고 대상물의 대략적 위치를 유추한 후, 적절하게 시간 범위를 줄여 주어야 하나 이러한 측정 방법은 많은 시간을 필요로 한다. 그리고 유추가 잘못되는 경우 대상물이 시간 범위 내에 들어오지 않을 수도 있다. 참고로 GPR 측정시간 범위를 설정하는 방법은 다음과 같다.
    Range = 1.5．D·S (ns)
    여기서 D는 관심 있는 최대깊이를 나타내고, S는 표면층 매질의 양방향 지체량(Slowness)을 나타낸다. 그러나 이 값들은 단지 추정치이며 정확한 양방향 지체량은 추정치에서 벗어날 수 있음을 감안하여야 한다. 효과적인 측정 시간 범위의 설정을 위해 주의할 점은 충분한 사전조사를 통해 측정대상물의 개략적인 위치, 주변 매질의 상태 등 최소한의 정보를 확보해야 한다는 것이다.
  • 증폭도 (Gain) 설정
    시간범위가 설정되면 증폭점을 설정하고 증폭도를 주어야 하는데, 이는 전자기파의 세기가 심도에 따라서 약해지기 때문이다. 증폭도를 결정하기 위해서는 안테나의 위치를 상이한 매질이 없는 지역, 즉 매질이 균질한 지역을 선택해서 위치시킨다. 이때 반사파의 강도가 30～70% 정도로 설정해 놓으면 분석프로그램을 이용하여 약간의 증폭률을 변경해 줄 수 있다. 균질한 매질에 안테나를 위치시키는 이유는 상이한 매질이 매설된 위치에 안테나를 위치시키는 경우, 그 반사로 인하여 이 부분의 증폭도를 감소시키게 되고 그 결과 매설물이 없는 부분에서는 반사파의 세기가 작아져 분석할 수가 없기 때문이다. 다시 말하면 초기 증폭률을 설정하는 것은 파가 매질을 진행하면서 감소되는 세기만큼 증폭으로 보상해 준다는 의미이다.

• 2) 측정선의 설정

  GPR 장비는 반사파의 절대 세기를 측정하는 것이 아니라 반사파의 상대 세기를 측정하는 장비이므로 하나의 측선에 대해서 반사파의 강도가 변화될 수 있도록 측정선 을 선정해 주어야 한다. 그리고 측선 길이는 안테나의 지향 각 을 고려하여 충분히 반사파의 강도에 차이가 발생되는 거리까지여야 한다.
  예를 들면 지하에 매설되어 있는 관 종류는 관의 방향과 직각이 되도록 측선을 설정해 주어야 하고, 이때 측선 길이는 관의 심도와 안테나의 지향각을 고려해서 설정한다. 콘크리트 부재의 철근에 대해서도 마찬가지로 철근의 방향과 직각방향으로 안테나를 이동시킨다. 지층을 탐사하는 경우, 지층의 심도가 변화되는 선을 따라서 측정선 을 설정해 주는 것이 유리하고 이 경우 좀 더 정확한 자료를 확보하기 위해서 초기측선의 직각 방향으로 두 군데 이상 측선을 설정하여 측정하는 것이 바람직하다.

• 3) 안테나의 이동 속도

  GPR 장비에서 발신된 전자기파를 수신하는데 걸리는 시간은 100 MHz의 안테나를 이용하여 최대심도를 측정할 경우라 하더라도 500 ns 즉 10-6초밖에는 되지 않는다. 또한 각 Pulse는 초당 약 32 Scan이므로 한 Scan당 시간은 10-2초이다. 즉 안테나를 이동하는 경우 시간당 100 km로 이동한다 하더라도 10-4초 내의 이동거리는 약 3 cm 정도이다. 그러므로 안테나의 이동 속도가 데이터를 수신하는데 있어서 큰 장애가 되지 않을 것으로 계산되지만 실제로 측정해 보면 반사파의 형태가 흐려지거나 짧아져서 매질경계면의 구별이 어렵게 된다. 또한, 너무 느리게 안테나를 이동시키면 작은 매설물이 길이 방향으로 너무 길게 측정되어 데이터를 분석하기가 어려워진다. 그러므로 이 안테나 이동 속도는 다분히 경험에 의해서 현장에서 처리하여야 한다. 안테나를 이동하면서 지하매설물이나 지층의 반사형태가 예상된 형태로 출력되는가를 확인한 후 이동속도를 조절해 주어야 한다.

GPR은 그 측정대상물에 따라 약간의 차이를 보이고 있는데 가장 일반적인 경우가 수신 안테나와 발신 안테나가 함께 있는 Monostatic 안테나와 분리할 수 있는 Bistatic 안테나가 있다. Monostatic 안테나는 심도나 유전상수를 결정 하는데 는 문제가 있으나 빠른 시간 내에 측정이 용이하고 안테나 사이 거리가 최적조건으로 맞추어져 있다는 장점이 있고 Bistatic 안테나는 안테나 사이 거리를 조절해서 얻을 수 있는 데이터가 풍부한 대신에 조절해 주어야 하는 변수가 많고 외부 방해 전자기파로부터 안테나를 차폐하기 어려운 단점이 있다. 또한 GPR에서 보내는 전자기파의 파장이 반 파장, 한 파장, 한 파장 반 등이 있는데 한 파장 반을 이용하는 GPR인 경우 인접되어 있는 지층이나 구조물을 식별하기는 어려우나 매질 경계면에서 반사파의 위상변화로 매질의 상대크기를 유추할 수 있는 장점이 있고, 반 파장은 인접해 있는 구조물의 탐색에 유리하지만 위상의 변화로서 유추할 수 있는 가능성이 적고 오분석의 소지가 크다. 그리고 분석 프로그램에서 보면 특정한 모양의 데이터를 부각시키고, 작은 반사강도를 부각시키거나 큰 반사강도만을 부각시킬 수 있도록 되어 있으나 이는 대상구조물이나 지층의 확인이 끝난 후나, 전혀 예측하지 못한 결과를 유추할 때 유용하다. 전혀 예측하지 못한 결과를 이것을 이용하여 처리할 경우 작은 변화에도 주목하여야 한다.

GPR 측정에서 획득하는 데이터는 단지 상대 반사도와 시간뿐이다.
이것으로 모든 상황을 물리학적으로 설명할 수는 없겠지만 상황 중 일부를 알고 있다면 일부를 유추할 수 있을 것이다.

• 매질에 따른 유전상수는 그의 전기적 성질도 중요하지만, 수분과 공극의 함량도 변수로서 작용한다. 예를 들면 마른 모래일 경우보다 수분의 함량이 많은 모래가 유전상수가 크고 모래보다 밀도가 큰 사암의 경우가 유전상수가 크다. 이 성질을 이용하면 콘크리트를 측정하는 경우 유전상수가 크게 되면 콘크리트에 수분이 많이 함유되어 있거나 밀도가 큰 경우이다.
• 물을 제외하면 금속은 그 반사도가 다른 구조물이나 지층보다 크다. 그러나 금속이 부식되어 있거나 금속에 피복이 씌어져 있는 경우에 그 반사도는 보통의 금속보다 현저히 줄어들게 된다. 그러므로 지하층 슬래브를 측정하거나 지중 보를 측정할 경우 금속 반사가 뚜렷하지 않으면 이 경우를 고려해 보아야 할 것이다. 특히 한 측정 선 에서 동일한 조건으로 측정할 경우에는 이 경우가 타당할 것이다. 지하수위의 변화를 주시하면 보다 정확한 값을 유추할 수 있을 것이다.
• 토관을 측정할 경우, 토관의 유전상수가 지반과 차이가 없으므로 반사파가 뚜렷하지 않다. 증폭률을 크게 하지 않았을 경우에도 반사파가 뚜렷하면 이 반사는 물에 의한 반사로 보는 것이 타당하다. 실례로 하수관에 물이 없는 경우에는 하수관의 반사는 공동 반사로 그 형태를 알아보기 어려우나 물이 존재하는 경우에는 좀 더 뚜렷한 반사를 얻을 수 있다. 이는 동일한 측정조건을 유지한 다른 데이터가 뒷받침되어야 함에 주의해야 한다.
• 금속인 경우, 금속의 전위가 “0”이 되므로 해서 전자기파의 진행방향이 금속관 쪽으로 휘게 되고 표면 반사가 일어난다. 그러므로 다른 종류의 매질보다 반사형태가 크게 나오고 경우에 따라서는 독립되어 있는 금속배열이 연속된 것처럼 보이기도 한다.
• 반사가 불확실하고 매설물이 연속적으로 되어 있는 경우, 일정한 패턴이 연속되는 지점에서 가장 확실한 위치를 확인할 수 있다. 예를 들면, 터널의 지보재가 일정한 간격으로 되어 있을 때 한 파장 반을 이용하는 GPR인 경우 반사패턴은 음영으로 수직방향으로 세 개가 나타나고 이들 패턴 모두가 뚜렷하게 확인될 수는 없다. 그러므로 동일한 간격으로 패턴이 보이는 쪽으로 위치를 확인해야 한다.
• 한 파장 반을 이용하는 경우, 매질경계면에서 위상의 변화를 확인할 수 있다. 유전상수가 큰 쪽으로 입사할 때와 유전상수가 작은 쪽으로 입사할 때 위상차이가 있으므로 현 매질과 다른 매질의 유전상수 상대 크기를 알 수 있다.
• GPR 측정에서 매질이 어떤 종류인지는 알 수 없지만 인접 구간과 비교하여 어떤 한 구간의 반사가 횟수와 크기에서 적으면, 예를 들면 관을 매설해 놓았는데 매설된 지점에서 큰 반사가 측정되지 않는다면 이 부분은 동일한 매질로 다짐을 하였다고 유추할 수 있을 것이다. 이는 다만 유추일 뿐이다.

GPR 자료에서 수평축은 안테나의 이동거리를 나타내고 수직축은 전자기파의 이동시간을 거리로 환산한 심도를 나타내며, 나타난 색상은 전자기파가 매질경계면에서 반사된 반사강도를 나타낸다. 터널라이닝에 지보재(기타보형철물)나 공동이 존재한다면 이것은 포물선 형태로 나타나지만 지보재는 일정한 간격으로 설치하는 것이 보통이므로 일정한 간격을 유지하고 있는 것을 지보재로, 그 이외의 것과 측선방향으로 길이가 긴 것을 공동으로 분류할 수 있다. 이는 시공상황과 주변 상황을 고려하여 판단하여야 한다. 한편 라이닝과 암반경계면은 그 경계가 완전 밀착되었다면 두 매질의 유전 상수차이가 크지 않으므로 반사강도가 크게 측정되지 않는다. 그런데 밀착상태가 불량하거나, 매질의 경계에 지하수 등이 존재한다면 이 경계가 명확해지는 경향이 있으므로 라이닝과 암반의 경계를 구분할 수 있을 것이다.[터널라이닝 GPR 탐사 모식도 및 측정사진]