極地海冰浮標監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計及應用研究.pdf

1、隨著人類對南北極的不斷探索，人們在南北極展開了各種領(lǐng)域的研究。隨著研究的不斷深入，科學家發(fā)現(xiàn)海冰在地球氣候，極地海洋，南北極冰凍圈演變以及南北極生物圈等多個領(lǐng)域中起著至關(guān)重要的作用。海冰每年最多可以夠覆蓋地球表面積大約7％左右，其中最大的部分分布在地球的南北極，顯然海冰在南北極的研究中占有很大的比重。而海冰的生長消融及漂移是海冰熱力學與動力學研究中的重點及難點。目前國內(nèi)外關(guān)于海冰監(jiān)測的方法較多，例如利用衛(wèi)星遙感技術(shù)或飛機航拍技術(shù)大范圍的

2、監(jiān)測海冰的生長及漂移，利用長期或短期冰站定點人工監(jiān)測海冰等。但這些技術(shù)手段都有其不足之處，比如經(jīng)濟性差，精度不高和無法長期連續(xù)觀測等。
　　本文在分析國內(nèi)外海冰監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀及其優(yōu)缺點的基礎(chǔ)上，針對極地海冰監(jiān)測實際現(xiàn)場環(huán)境，以海冰浮標為主體，設(shè)計了海冰浮標監(jiān)測系統(tǒng)。論文根據(jù)電容式冰厚傳感器在極地海冰厚度監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)的問題進行了改進研究，以冰基浮標和海洋浮標分別作為監(jiān)測系統(tǒng)載體，根據(jù)監(jiān)測需求詳細研究了監(jiān)測方案和監(jiān)測控制軟件，包括在浮標

3、上搭載各種傳感器，GPS定位模塊，銥星無線傳輸模塊等，研制成功海冰浮標監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)了在無人值守的惡劣環(huán)境下長期連續(xù)的海冰參數(shù)遠程監(jiān)測。本監(jiān)測系統(tǒng)利用電容式冰厚傳感器判斷海冰厚度，利用溫度鏈監(jiān)測海冰生長過程中的溫度剖面的變化，利用冰上聲吶傳感器傳感器和冰下聲吶傳感器傳感器對海冰厚度做輔助監(jiān)測判斷，利用GPS技術(shù)定位海冰的漂移軌跡，利用美國銥星網(wǎng)絡實時的將數(shù)據(jù)傳回國內(nèi)。本監(jiān)測系統(tǒng)具有經(jīng)濟性好，精度高和數(shù)據(jù)通訊實時性好等優(yōu)點。本監(jiān)測系統(tǒng)進行