南极冰盖垂直温度场观测系统的设计与应用

极地冰下温度剖面的观测可为极区科学考察站的建设、南极冰下湖资源的开采等工程提供重要依据。近年来,国内外研制的温度观测系统,主要针对北极海冰环境设计,而南极冰盖下的温度场观测鲜有提及。本文提出一种在南极地区恶劣环境下,基于半导体温度传感器的冰下温度场分布观测系统。通过对电路结构和软件控制流程的设计,解决低温环境下能源消耗过快的问题。针对南极冰盖下单总线信号长距离传输困难的问题,对传输线缆进行分析,重新计算并依据结果调整硬件结构与程序。为检测系统能否满足观测需求,进行了温度精度与系统功耗的测定实验,达到数据稳定回传的目的。系统于中国第35次南极科学考察期间布放在我国南极昆仑站区域,获得超过6个月的南极冰盖温度场观测数据。     

基于改进剥层法的南极冰盖密度反演算法

南极冰盖的密度-深度数据是建立高精度表面物质平衡模型时的关键参数.该文提出一种基于调频连续波(FMCW)雷达的冰盖密度和介电常数反演算法.该算法首先利用剥层反演法初步反演密度剖面,然后利用反演的密度和冰盖密实化经验公式建立密度剖面模型,最后通过优化算法寻找最优密度模型参数,从而达到校准密度的目的.基于理论冰盖模型和实测...     

北极海-冰-气多参数自动监测系统设计与应用

北极环境观测对研究全球气候变化具有重大意义，设计一种海－冰－气无人冰站监测系统， 实现对温湿度、大气压、 叶绿素、溶解氧、CT、CTD等数据的实时采集、传输，针对北极的特殊环境，设计主、副浮标电源供电策略和主浮标铱星通讯策略，提高供电和数据传输的可靠性，该监测系统于2018年1月在太原市汾河二库进行试验(每小时采集一次数据)，结果表明该系统可靠性强、运行稳定，可以在恶劣的现场环境中长期工作。     

高精度冻土层温度梯度检测系统的设计

摘 要：针对冻土层对温度梯度高精度自动检测的需求,设计了一种高精度低功耗温度梯度自动检测系统。选取性能稳定的恒流源REF200与四线制接法的铂电阻Pt100构成系统的温度检测单元,通过MSP430单片机控制CPLD与多路开关集成电路,实现了温度检测点的自动切换,完成温度梯度信号的自动检测,通过GPRS数据传输技术,使获取的现场温度梯度数据可以实现远程实时调用。经实验室模拟试验,采集数据经专用算法优化处理后,温度单点检测精度可达到±0.1℃。