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Baskaradas, James Arokiasami
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Baskaradas, James Arokiasami
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- PublicationRestrictedDry-wet bedrock interface detection by radio echo sounding measurements(2010-04)
; ; ; ; ; ; ; ;Zirizzotti, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Cafarella, L.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Baskaradas, J. A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Tabacco, I. E.; Univ. di Milano - Sezione Geofisica, Milan, Italy ;Urbini, S.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Mangialetti, M.; Univ. di Milano - Sezione Geofisica, Milan, Italy ;Bianchi, C.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia; ; ; ; ; ; In this paper a method to distinguish a wet or dry bedrock-ice interface is proposed. It is based on the analysis of Radio Echo Sounding (RES) measurements, a widely employed method for determining bedrock topography in Antarctica. In particular, the RES system has played an important role in subglacial lake exploration and hydrogeological studies at the bedrock-ice interface. Recently, bedrock characterization has been improved through the analysis of the power of radar echoes. Signal power depends on bedrock reflectivity and its specific physical condition. In this paper a linear model describing the loss term (internal ice absorption) is proposed. This model, together with other known quantities, contributes towards an assessment of power variation of bedrock reflectivity in order to determinate wet and dry bedrock interfaces in the Dome C region in Antarctica.14795 82 - PublicationOpen AccessDesign of an induction probe for simultaneous measurements of permittivity and resistivity(2010)
; ; ; ; ;Settimi, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Zirizzotti, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Baskaradas, J. A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Bianchi, C.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia; ; ; In this paper, we propose a discussion of the theoretical design and move towards the development and engineering of an induction probe for electrical spectroscopy which performs simultaneous and non invasive measurements on the electrical RESistivity ρ and dielectric PERmittivity εr of non-saturated terrestrial ground and concretes (RESPER probe). In order to design a RESPER which measures ρ and εr with inaccuracies below a prefixed limit (10%) in a band of low frequencies (LF) (B=100kHz), the probe should be connected to an appropriate analogical digital converter (ADC), which samples in uniform or in phase and quadrature (IQ) mode, otherwise to a lock-in amplifier. The paper develops only a suitable number of numerical simulations, using Mathcad, which provide the working frequencies, the electrode-electrode distance and the optimization of the height above ground minimizing the inaccuracies of the RESPER, in galvanic or capacitive contact with terrestrial soils or concretes, of low or high resistivity. As findings of simulations, we underline that the performances of a lock-in amplifier are preferable even when compared to an IQ sampling ADC with high resolution, under the same operating conditions. As consequences in the practical applications: if the probe is connected to a data acquisition system (DAS) as an uniform or an IQ sampler, then it could be commercialized for companies of building and road paving, being employable for analyzing “in situ” only concretes; otherwise, if the DAS is a lock-in amplifier, the marketing would be for companies of geophysical prospecting, involved to analyze “in situ” even terrestrial soils.202 120 - PublicationOpen AccessInaccuracy Assessment for Simultaneous Measurements of Resistivity and Permittivity applying Sensitivity and Transfer Function Approaches(2009-08-07)
; ; ; ; ;Settimi, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Zirizzotti, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Baskaradas, J. A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Bianchi, C.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia; ; ; This paper proposes a theoretical modelling of the simultaneous and non invasive measurement of electrical resistivity and dielectric permittivity, using a quadrupole probe on a subjacent medium. A mathematical-physical model is applied on propagation of errors in the measurement of resistivity and permittivity based on the sensitivity functions tool. The findings are also compared to the results of the classical method of analysis in the frequency domain, which is useful for determining the behaviour of zero and pole frequencies in the linear time invariant (LTI) circuit of the quadrupole. The paper underlines that average values of electrical resistivity and dielectric permittivity may be used to estimate wave signal strength over some concretes, especially if characterized by high resistivities over the band straddling from LF to MF. In order to meet the design specifications which ensure satisfactory performances of the probe (inaccuracy no more than 10%), the forecasts provided by the sensitivity functions approach, proposed in this paper, are less stringent than those foreseen by the transfer functions method, adopted in some other papers (in terms of both larger band of frequency f and measurable range of resistivity ρ or permittivity εr).542 132 - PublicationOpen AccessIONOSONDA A COMPRESSIONE DI IMPULSI - NOTA TECNICA PRELIMINARE(2002)
; ; ; ; ; ;Zuccheretti, E.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Bianchi, C.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Baskaradas, J. A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Sciacca, U.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Tutone, G.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia; ; ; ; Nel laboratorio di geofisica ambientale dell'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia è stato progettato e realizzato il prototipo di una ionosonda a bassa potenza a compressione di impulsi secondo i dettami della moderna tecnica radaristica. Si è puntato sulla realizzazione di una macchina a bassa potenza e dal costo contenuto con possibilità di costituire una rete di ionosonde per scopi di sorveglianza ionosferica. Il sistema con una potenza di 200W consente di investigare la ionosfera da 90 a 700km con una risoluzione verticale di 5km in un range di frequenza da 1 a 20MHz.53528 721 - PublicationOpen AccessGeomagnetic observation result, 2010-2011(2012)
; ; ; ; ; ; ;Baskaradas, J. A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Cafarella, L.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Di Persio, M.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Lepidi, S.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Pietrolungo, M.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Santarelli, L.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia; ; ; ; ; 205 69 - PublicationOpen AccessGlacio RADAR system and results(2008-05-26)
; ; ; ; ; ; ;Zirizzotti, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Baskaradas, J. A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Bianchi, C.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Sciacca, U.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Tabacco, I. E.; Università di Milano/ Dipartimento scienza della terra, Via Cicognara 7 20129 Milano Italy ;Zuccheretti, E.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia; ; ; ; ; ; ;IEEE Aerospace and Electronics Systems Society, (AESS); IEEE Aerospace and Electronics Systems SocietySince 1997 the Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) in Italy has been involved in the development of the airborne RES system named Glacio RADAR, which is continuously upgraded. Radio Echo Sounding (RES) techniques are widely used in glaciological measurements. They are based on the use of radar systems, to obtain information concerning ice thickness of ice sheets and ice shelves, internal layering of glaciers, detection of inhomogeneities, exploration of subglacial lakes and identification of physical nature of subglacial interface. The Glacio RADAR is mounted on an aircraft and flies at an altitude around 300m above the ice surface during the survey. The first prototype operates in bistatic mode with separate transmit and receive one wire folded dipole installed beneath the aircraft wings. It works at 60 MHz with an envelope pulse width variable between 0.3 s and 1 s. The receiving window is 64 s which implies a maximum penetration depth (range) in the ice of about 5.3 km. The horizontal sampling rate is 10 traces/s at a mean aircraft speed of about 70 m/s. This would produce roughly 143 traces per kilometre (horizontal resolution of 1 trace every 7 m). The Navigation and geographical information is based on a on board GPS receiver giving longitude, latitude, altitude and time for the acquired radar trace. This radar was used in several Italian Antarctic Expeditions (1997, 1999, 2001 and 2003) and highlights of data results from these expeditions are presented here.14468 474 - PublicationOpen AccessThe new AIS-INGV digital ionosonde(2003)
; ; ; ; ; ;Zuccheretti, E.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Tutone, G.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Sciacca, U.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Bianchi, C.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Baskaradas, J. A.; TRIL fellow, The Abdus Salam International Center for Theoretical Physics, Trieste, Italy; ; ; ; A new digital ionosonde called AIS-INGV (Advanced Ionospheric Sounder) was designed both for research and for routine service of HF radio wave propagation forecast. Nearly the entire system was developed in the Laboratorio di Geofisica Ambientale at the Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), Rome. It exploits advanced techniques for signal analysis, recent technological devices and PC resources. This paper describes design concepts and performance of the new ionosonde.54349 1070 - PublicationOpen AccessDescription of ionospheric disturbances observed by Vertical Ionospheric Sounding at 3 MHz(2014)
; ; ; ; ; ; ;Baskaradas, J. A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Bianchi, S. ;Pietrella, M.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Pezzopane, M.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Sciacca, U.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma1, Roma, Italia ;Zuccheretti, E.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia; ;; ; ; High Frequency radio waves reflected by the ionosphere can provide a relevant amount of information within the composite received signal. The ionosphere is indeed a frequency dispersive, bi-refractive, absorbing medium, in which multipath propagation occurs due to disturbance on a varied time-spatial scale. On the time-spatial level of Small Scale Disturbances (SSD) the ionosphere dynamics, detectable by Vertical Ionospheric Sounding (VIS), is mainly dependent on wrinkled layers acting as multi-reflectors. The present paper discusses different aspects of the effects of multipath fading suffered by the wave along the propagation path and potentially associated with SSD. To achieve these objectives, a VIS campaign at a fixed frequency of 3.0 MHz was conducted at the ionospheric observatory in Rome (Latitude 41.8 N; Longitude 12.5 E), by collecting a series of measurements of the power variations in received echo signals recorded between two consecutive ionograms whose sounding repetition rate was set to 15 min. The obtained results show that: 1) the fading suffered by the wave follows either a Rayleigh trend or a Nakagami-Rice trend, or a mix of them, the mixed case being the most frequent (about 65 % of the analysed cases); 2) the predominant periodicities characterizing the power variation are less than 25 s; such values are compatible with the small scale ionospheric disturbances; 3) for all the 24 hours of the day the ionospheric reflector is pretty stable and for time intervals of 10-30 s the periods of stability occur with a percentage of occurrence ranging between 55% and 95 %; for time intervals of 190- 210 s the periods of stability occur instead with a percentage of occurrence ranging between 5% and 54 %.750 181 - PublicationRestrictedRES Signatures of Ice Bottom Near to Dome C (Antarctica)(2015-03)
; ; ; ; ; ;Urbini, S.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Cafarella, L.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Tabacco, I. E.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Baskaradas, J.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia ;Zirizzotti, A.; Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Sezione Roma2, Roma, Italia; ; ; ; Abstract—Geophysical surveys have played a fundamental role in glaciology, climatology, and geology studies conducted at and around the site of the EPICA Dome C Ice Core (Antarctica). Analysis of radio-echo sounding (RES) data collected during the 2009 and 2011 Italian Antarctic Expeditions, in the immediate vicinity (2 km) of the Core site, reveals the presence of small-scale bedrock structures. Data acquired during the 2011 campaign, which applied the latest updates of our instrument, show double echoes from the ice bottom separated by very small time intervals. These reflections are distributed close to the topographic dome and do not always correspond to particular features of the bedrock structure, but instead may correspond to small-scale subglacial water storage. The unprecedented spatial resolution of the basal environment for Dome C from these recent surveys allows us to identify this and other features that have been missed by previous larger scale RES surveys of this area.820 99 - PublicationOpen AccessIonosonda SDR per sondaggi obliqui(2021)
; ; ; ; ; ; ; ; ; Le finalità del progetto sono quelle di realizzare un prototipo di ionosonda per sondaggi obliqui basato sul principio del radar ad onda continua modulata in frequenza, implementato tramite dispositivi programmabili innovativi che permettono di realizzare uno strumento più piccolo e trasportabile rispetto alle ionosonde classiche. La ionosonda SDR è un radar bistatico costituito da un trasmettitore, che può servire contemporaneamente diversi ricevitori situati in località differenti, e da uno o più ricevitori che possono sintonizzarsi su differenti trasmettitori che effettuano sondaggi ad orari differenti. I sondaggi obliqui permettono di mappare la ionosfera in varie parti del territorio per la verifica di modelli teorici della ionosfera e per studiare la possibilità di usare le variazioni locali del Contenuto Elettronico Totale (TEC) come segnale di possibili precursori di terremoti.268 210