極地海冰浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著人類對(duì)南北極的不斷探索，人們?cè)谀媳睒O展開(kāi)了各種領(lǐng)域的研究。隨著研究的不斷深入，科學(xué)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(gè)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(zhǎng)消融及漂移是海冰熱力學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究中的重點(diǎn)及難點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外關(guān)于海冰監(jiān)測(cè)的方法較多，例如利用衛(wèi)星遙感技術(shù)或飛機(jī)航拍技術(shù)大范圍的

2、監(jiān)測(cè)海冰的生長(zhǎng)及漂移，利用長(zhǎng)期或短期冰站定點(diǎn)人工監(jiān)測(cè)海冰等。但這些技術(shù)手段都有其不足之處，比如經(jīng)濟(jì)性差，精度不高和無(wú)法長(zhǎng)期連續(xù)觀測(cè)等。
　　本文在分析國(guó)內(nèi)外海冰監(jiān)測(cè)技術(shù)的現(xiàn)狀及其優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，針對(duì)極地海冰監(jiān)測(cè)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，以海冰浮標(biāo)為主體，設(shè)計(jì)了海冰浮標(biāo)監(jiān)測(cè)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(cè)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了改進(jìn)研究，以冰基浮標(biāo)和海洋浮標(biāo)分別作為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)載體，根據(jù)監(jiān)測(cè)需求詳細(xì)研究了監(jiān)測(cè)方案和監(jiān)測(cè)控制軟件，包括在浮標(biāo)

3、上搭載各種傳感器，GPS定位模塊，銥星無(wú)線傳輸模塊等，研制成功海冰浮標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了在無(wú)人值守的惡劣環(huán)境下長(zhǎng)期連續(xù)的海冰參數(shù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。本監(jiān)測(cè)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(cè)海冰生長(zhǎng)過(guò)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(duì)海冰厚度做輔助監(jiān)測(cè)判斷，利用GPS技術(shù)定位海冰的漂移軌跡，利用美國(guó)銥星網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)的將數(shù)據(jù)傳回國(guó)內(nèi)。本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有經(jīng)濟(jì)性好，精度高和數(shù)據(jù)通訊實(shí)時(shí)性好等優(yōu)點(diǎn)。本監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行