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Instruments and Methods: Radio-Echo Equipment for Depth Sounding of Temperate Glaciers

Published online by Cambridge University Press:  20 January 2017

Marteinn Sverrisson
Affiliation:
Raunvĺsindastofnun Háskόlans, Dunhaga 3, 107 Reykjavĺk, Iceland
Ævar Jóhannesson
Affiliation:
Raunvĺsindastofnun Háskόlans, Dunhaga 3, 107 Reykjavĺk, Iceland
Helgi Björnsson
Affiliation:
Raunvĺsindastofnun Háskόlans, Dunhaga 3, 107 Reykjavĺk, Iceland
Rights & Permissions [Opens in a new window]

Abstract

Radio echo-sounding equipment has been designed, and used for depth sounding on temperate glaciers in Iceland. Two devices have been built. Mark I operates in the frequency band 2 to 5 MHz. The overall range is 100 to 1000 m. The arrival of the echo can be timed with an accuracy which corresponds to 20 m resolution. The equipment has been used for routine soundings on Mýrdalsjökull and Vatnajökull for the last two years. Mark II operates at 2 to 10 MHz. The range is from 30 to 400 m and the range resolution is 8 m. The equipment has been used for successful soundings on valley glaciers.

The power consumption of the whole system is 18 W plus 72 W for the oscilloscope (Tektronix Model 465). The voltage is supplied from 12 V car batteries. The total weight of the equipment is about 35 kg plus the weight of batteries. The antennae are contained in 16 mm plastic tubes. The equipment is placed on two sledges and towed behind a snowmobile or a skidoo. A continuous sounding record is photographed from the oscilloscope.

Résumé

Résumé

Un équipement pour sondages par écho-radio a été conçu et utilisé pour des sondages de profondeur sur glaciers tempérés en Islande. Deux appareils ont été construits. Mark I opère à des fréquences de 2 à 5 MHz. Sa gamme de profondeurs explorées va de 100 à 1000 m. Le retour de l’écho peut êtré saisi avec une précision qui correspond à une résolution de 20 m. Cet équipement a été utilisé pour des sondages de routine sur les glaciers Mýrdalsjökull et Vatnajökull ces deux dernières années. Mark II opère entre 2 et 10 MHz. La gamme explorée est de 30 à 400 m et sa résolution de 8 m. L’équipment a été utilisé avec succès pour des sondages de glaciers de vallée.

La consommation en énergie de tout le système est de 18 W plus 72 W pour l’oscilloscope (Modèle Tektronix 465). La tension est fournie par des batteries de voiture de 12 V. Le poids total de l'équipement est d’environ 35 kg en plus du poids des batteries. Les antennes sont contenues dans des tubes plastiques de 16 mm. L’équipement est placé sur deux traineaux et tracté derrière un véhicule toute neige ou un scooter des neiges. Un enregistrement continu du sondage est photographié depuis l’oscilloscope.

Zusammenfassung

Zusammenfassung

Es wurde eine Radar-Echoausrüstung entwickelt und zur Tiefenmessung auf temperierten Gletschern in Island benützt. Zwei Vorrchtungen wurden gebaut: Mark I arbeitet im Frequenzband von 2 bis 5 MHz. Die Reichweite beträgt 100 bis 1000 m. Die Echoankunft kann zeitlich mit einer Genauigkeit festgestellt werden, die einem Auflösungsvermӧgen von 20 m entspricht. Die Ausrüstung wurde in den beiden letzten Jahren für Routine-messungen am Mýrdalsjökull und am Vatnajökull benützt. Mark II arbeitet mit 2 bis 10 MHz. Die Reichweite beträgt 30 bis 400 m mit einer Auflӧsung von 8 m. Die Ausrüstung wurde erfolgreich für Messungen auf Talgletschern benützt.

Der Energiebedarf des gesamten Systems beträgt 18 W, zuzüglich 72 W für das Oszilloskop (Tektronix Modell 465). Der Strom wird aus 12 V-Autobatterien entnommen. Das Gesamtgewicht der Ausrüstung liegt bei 35 kp, zuzüglich des Batteriegewichtes. Die Antennen befinden sich in 16 mm-Plastikrӧhren. Die Ausrüstung wird auf zwei Schlitten verladen und hinter einem Schneemobil Oder Skidoo gezogen. Die kontinuierlihche Anzeige des Oszilloskopes wird photographisch festgehalten.

Information

Type
Research Article
Copyright
Copyright © International Glaciological Society 1980
Figure 0

Fig. 1. Radio echo-sounding at Vatnajökull. A skidoo is towing the device. The receiver sledge with a hut for the operator is placed at the centre of the receiver antenna.

Figure 1

Fig. 2. Z-mode film records. Continuous records along the line of echoes, (a) A record of Mark I from Grímsvötn, Vatnajökull; ∝ = 0.1 for the antenna. The ringing phenomenon visible in the record is due to the fact that the signal is band-limited. (b) A record of Mark II from Storglaciären, Sweden: x 1.0 for the antenna.

Figure 2

Fig. 3. A-mode film record from the valley glacier Gljújurarjokull, north Iceland. The transmitted pulse, internal reflections, and the pulse reflected from the bedrock can all be identified.

Figure 3

Table I. Characteristics of the Radio Echo-Sounding Equipment

Figure 4

Fig. 4. Antenna matching circuit.

Figure 5

Fig. 5. (a) Basic transmitter circuit.(b) Voltage pulse across the antenna terminals for Mark I, ∝ — 0.1.

Figure 6

Fig. 6. Block diagram of transmitter.

Figure 7

Fig. 7. Block diagram of receiver.