冰川参数监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种冰川参数监测系统及方法，涉及冰川运动监测领域，该系统包括冰面收发装置，以及与冰面收发装置通信连接的冰内监测装置；冰内监测装置冷冻在待勘测的冰川内部，将监测冰川内部的冰川动态参数发送至冰面收发装置；冰面收发装置固定在冰面上，将接收的冰川动态参数发送至数据终端，以使数据终端根据预建立的冰川动力模型解析冰川的运动状态。冰内监测装置可获取冰川内部的运动参数，具有高精度和准确性，该监测系统的各个装置之间是通过无线数据进行传播的，摆脱了各个装置之间需要导线连接的约束，同时使得装置的运动状态最接近于冰川内部真实地运动状态，确保了测量结果的准确性。

Glacier parameter monitoring system and method

The invention provides a glacier parameter monitoring system and method, which relates to the field of glacier motion monitoring. The system includes an ice surface transceiver and an in-glacier monitoring device communicated with the ice surface transceiver; an in-glacier monitoring device freezes inside the glacier to be surveyed and transmits the dynamic parameters of the glacier to the in-glacier transceiver; and an ice surface transceiver device is fixed on the ice surface. On the surface, the received dynamic parameters of the glacier are sent to the data terminal so that the data terminal can analyze the motion state of the glacier according to the pre-established dynamic model of the glacier. In-glacier monitoring device can acquire the motion parameters of the glacier interior with high accuracy and accuracy. The monitoring devices of the system are transmitted by wireless data, which can get rid of the restriction of wire connection between the devices. At the same time, the motion state of the device is closest to the true motion state of the glacier interior and ensure the accuracy of the measurement results.

【技术实现步骤摘要】
冰川参数监测系统及方法
本专利技术涉及冰川运动监测领域，尤其是涉及一种冰川参数监测系统及方法。
技术介绍
冰川(Glacier)是指地球上由降雪和其他固态降水积累、演化形成的处于流动状态的冰体。冰川对气候变化的响应过程十分复杂，简言之，它通过动力波的传递实现对气候变化的响应过程，制约冰川进退的一个主要因素就是动力波的传递是否能够到达冰川末端。通过构建基于冰川动力过程的气候响应模型，才能准确认识冰川变化对水文的影响，并确定冰川对气候变化响应的时滞关系，从而辨析气候－冰川－水文之间的定量联系。因此，采用现代科技手段，对冰川运动进行监测显得尤为重要。随着现代科学技术的发展，对冰川研究的重点仅仅局限在冰川面积和体积的监测上，而越来越多的国家将目光放在了冰川运动姿态的监测上面。目前进行冰川变化预测，使用较多的模式主要有物质平衡模式和冰川动力学模式，对于冰川运动姿态的监测，常规手段是通过手持GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系统)、设定测量桩等方式进行监测，该类方法需要人工方式采集GPS数据、人工测定测量桩和固定桩的距离来反应冰川体的相对位置变化，该类方法需要大量的人力物力，而且所得数据的精度和准确度相对较低。采用卫星遥感影像图的方法对冰川体运动进行监测，该方法过程较为复杂，对技术人员的要求较高，容易受到天气变化的影响，因此，数据的准确性相对不高。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种冰川参数监测系统及方法，以缓解常规手段对技术人员要求过高，过程复杂且监测精度较低的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种冰川参数监测系统，该系统包括冰面收发装置，以及与冰面收发装置通信连接的冰内监测装置；冰内监测装置冷冻在待勘测的冰川内部，用于监测冰川内部的冰川动态参数；并将冰川动态参数发送至冰面收发装置；冰面收发装置固定在冰面上，用于将接收的冰川动态参数发送至数据终端，以使数据终端根据预建立的冰川动力模型和冰川动态参数解析冰川的运动状态。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，冰内监测装置的数量为多个，每个冰内监测装置均与冰面收发装置通信连接；多个冰内监测装置设置在冰川内部的不同冰层，用于监测冰川内部不同冰层的冰川动态参数。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，冰内监测装置包括：第一微控制器，以及与第一微控制器电连接的监测模块和第一无线数传模块；监测模块用于监测待勘测的冰川内部的冰川动态参数，并将冰川动态参数发送至第一微控制器；第一微控制器用于接收并存储冰川动态参数，以及将冰川动态参数经第一无线数传模块发送至冰面收发装置。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，监测模块至少包括温度监测单元、电阻率监测单元、加速度监测单元以及压力监测单元；温度监测单元用于监测冰川内部的温度；电阻率监测单元用于监测冰川内部的电阻率；加速度监测单元用于监测冰川内部的重力加速度；压力监测单元用于监测冰川内部的压力。结合第一方面的第二种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，冰内监测装置还包括防水耐压外壳，第一微控制器、监测模块和第一无线数传模块设置在防水耐压外壳的内腔。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，冰面收发装置包括冰面收发设备、天线模块以及支架；冰面收发设备设置在所述支架上；冰面收发设备用于将接收的冰川动态参数经天线模块发送至数据终端，其中，天线模块设置在支架的顶端；冰面收发设备包括第二微控制器，以及与第二微控制器连接的数传模块；其中，数传模块包括卫星数传模块和第二无线数传模块；第二无线数传模块用于接收冰内监测装置发出的冰川动态参数，并将接收的冰川动态参数发送至第二微控制器；第二微控制器用于接收冰川动态参数，并通过卫星数传模块将冰川动态参数经天线模块发送至数据终端。结合第一方面的第五种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，支架包括支架底座，以及设置在支架底座的支撑架；支撑架顶部交叉固定，构成支架的顶端。结合第一方面的第五种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，冰面收发装置还包括密封保温箱，第二微控制器和数传模块设置在保温箱的内腔；第二微控制器经保温箱外壳上的通孔与太阳电池板连接，太阳电池板设置在支架上；太阳电池板用于将采集的太阳能转化为电能，并为第二微控制器供电。结合第一方面的第五种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，卫星数传模块还用于从预设的卫星设备中获取冰川的国际时钟；其中，国际时钟为冰川所在地理位置的基准时间；冰面收发装置还用于根据国际时钟进行自身时钟校验；以及，将国际时钟发送至对应的冰内监测装置；冰内监测装置还用于接收国际时钟，并根据国际时钟进行自身时钟校验。第二方面，本专利技术实施例还提供一种冰川参数监控方法，该方法应用于第一方面所述的冰川参数监测系统，该冰川参数监测系统包括：冰面收发装置，以及与冰面收发装置通信连接的冰内监测装置；其中，冰内监测装置分布冷冻在待勘测的冰川内部，冰面收发装置固定在冰面上；该方法包括：冰内监测装置用于监测冰川内部的冰川动态参数；并将冰川动态参数发送至冰面收发装置；冰面收发装置用于将接收的冰川动态参数发送至数据终端，以使数据终端根据预建立的冰川动力模型和冰川动态参数解析冰川的运动状态。本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供了一种冰川参数监测系统及方法，通过将冰内监测装置分布冷冻在待勘测的冰川内部，将监测的冰川内部的冰川动态参数发送至冰面收发装置；以及，将冰面收发装置固定在冰面上，将接收的冰川动态参数发送至数据终端，使数据终端能够根据预建立的冰川动力模型和冰川动态参数解析冰川的运动状态，直接获取冰体运动状态参数，具有高精度和准确性；该监测系统的各个装置之间是通过无线数据进行传播的，摆脱了各个装置之间需要导线连接的约束，同时使得装置的运动状态最接近于冰川内部真实地运动状态，确保了测量结果的准确性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种冰川参数监测系统的结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种冰川参数监测系统的布局示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种冰内监测装置的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种冰面收发装置的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的一种冰川参数监测方法的流程图；图标：10-冰面收发装置；20-冰内监测装置；40-数据终端；302-第一微本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冰川参数监测系统，其特征在于，包括：冰面收发装置，以及与所述冰面收发装置通信连接的冰内监测装置；所述冰内监测装置冷冻在待勘测的冰川内部，用于监测所述冰川内部的冰川动态参数；并将所述冰川动态参数发送至所述冰面收发装置；所述冰面收发装置固定在冰面上，用于将接收的所述冰川动态参数发送至数据终端，以使所述数据终端根据预建立的冰川动力模型和所述冰川动态参数解析所述冰川的运动状态。

【技术特征摘要】
1.一种冰川参数监测系统，其特征在于，包括：冰面收发装置，以及与所述冰面收发装置通信连接的冰内监测装置；所述冰内监测装置冷冻在待勘测的冰川内部，用于监测所述冰川内部的冰川动态参数；并将所述冰川动态参数发送至所述冰面收发装置；所述冰面收发装置固定在冰面上，用于将接收的所述冰川动态参数发送至数据终端，以使所述数据终端根据预建立的冰川动力模型和所述冰川动态参数解析所述冰川的运动状态。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冰内监测装置的数量为多个，每个所述冰内监测装置均与所述冰面收发装置通信连接；多个所述冰内监测装置设置在所述冰川内部的不同冰层，用于监测所述冰川内部不同冰层的所述冰川动态参数。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冰内监测装置包括：第一微控制器，以及与所述第一微控制器电连接的监测模块和第一无线数传模块；所述监测模块用于监测所述待勘测的冰川内部的所述冰川动态参数，并将所述冰川动态参数发送至所述第一微控制器；所述第一微控制器用于接收并存储所述冰川动态参数，以及将所述冰川动态参数经所述第一无线数传模块发送至所述冰面收发装置。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述监测模块至少包括温度监测单元、电阻率监测单元、加速度监测单元以及压力监测单元；所述温度监测单元用于监测所述冰川内部的温度；所述电阻率监测单元用于监测所述冰川内部的电阻率；所述加速度监测单元用于监测所述冰川内部的重力加速度；所述压力监测单元用于监测所述冰川内部的压力。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述冰内监测装置还包括防水耐压外壳，所述第一微控制器、所述监测模块和所述第一无线数传模块设置在所述防水耐压外壳的内腔。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述冰面收发装置包括冰面收发设备、天线模块以及支架；所述冰面收发设备设置在所述支架上；所述冰面收发设备用于将接收的所述冰川动态参数经所述天线模块发送至所述数据终端，其中，所述天线模...

【专利技术属性】
技术研发人员：王士猛，谢爱红，康世昌，任贾文，秦大河，朱国才，
申请(专利权)人：中国科学院寒区旱区环境与工程研究所，
类型：发明
国别省市：甘肃,62