A prototype ground penetrating radar system for soil characterization for the MIST 21-cm cosmology experiment
Notice bibliographique
Résumé
High costs, alongside proprietary hardware and software act as a barrier to the widespread use of ground penetrating radar (GPR) technology in many areas of science, leaving an opening for an inexpensive open-source alternative which we will address. To this end, the initial design and prototyping of a low-cost GPR system for determining soil properties surrounding the Mapper of the Intergalactic Medium Spin Temperature (MIST) antenna is outlined. The MIST experiment observes globally averaged redshifted 21-cm emission from neutral hydrogen to constrain cosmic dawn. The instrument consists of a blade dipole antenna positioned above uncovered ground. Due to the lack of a backplane, the electrical properties of the soil surrounding the antenna must be known to a high degree of accuracy, necessitating the use of techniques such as GPR. Our GPR system is designed as an open-source, low-cost, light-weight unit that can withstand challenging environments and conditions. Our potential deployment regions include the Canadian Arctic, Deep Springs Valley in California, and Sarcobatus Flat in Nevada, where traditional soil survey methods face limitations. We have implemented the system using an Ettus Research USRP B210 software defined radio (SDR). The developed prototype GPR system uses stepped frequency continuous wave (SFCW) operation to synthesize an expanded bandwidth window compared to traditional SDR. Using a synthesized wide-band signal created from a series of stepped narrow-band chirps, we can create a system with tunable range and resolution. The prototype GPR system's hardware and software will be discussed in detail, along with the algorithm governing operation. We have conducted a series of field tests indicating satisfactory operation of the system, and placing some bounds on its ability to determine soil parameters. Outdoor tests taken on the McGill University campus show that we can constrain the overall underground soil structure, potentially distinguishing between basic one or two-layer soil models. Initial antenna simulations indicating the results of possible soil fluctuations on the global all-sky measurements taken by MIST are reported
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».