CN102297675A

CN102297675A - 积雪厚度测量记录仪

Info

Publication number: CN102297675A
Application number: CN2011101845571A
Authority: CN
Inventors: 张凯临; 管磊; 王红燕
Original assignee: Ocean University of China
Current assignee: Ocean University of China
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2011-06-22
Publication date: 2011-12-28

Abstract

本发明的目的是提供一种可测量积雪厚度并同时自动记录测量点地理位置的装置，包括一只带有标尺的探杆，其上部安装有方便持握的把手，把手上安装有按钮，探杆底部安装有尖锥，探杆顶部安装有距离探测单元，同时有全球定位接收器、微处理器、电源、存储器模块、倾斜感知模块以及人机接口；测量过程可单手单按钮操作；存储器接口将测量数据保存至USB闪存盘，方便另存于其它媒体。由本发明构建的积雪厚度测量记录仪，已成功应用于北极、南极极地科考测量，其人体工程学设计可进行单人单手操作，使每次测量的人员数量由2～4人降低为1～2人，测量工作量大为降低，减小了人为错误。因此，由本发明构建的积雪厚度测量记录仪有着广阔的推广前景。

Description

积雪厚度测量记录仪

技术领域

本发明涉及一种积雪厚度测量记录仪，更具体地来说属于一种在降雪或积雪地区，测量积雪厚度并同时自动记录测量点地理位置的测量装置。

背景技术

目前全球气候变化迅速且无规律，极端天气状况频频出现，这种情况要求对全球气候变化进行更细致的观察。积雪覆盖地区是影响全球气候位置变化的重要因素，对于积雪厚度的测量有着广泛的需求。传统的积雪厚度测量多采用以下装置和方法：

1，传统采用测量尺、钢尺、探杆等测量积雪厚度，记录积雪厚度，记录GPS位置信息，有时需要1个向导，在某些地区还需要配备武装人员防止野生动物的袭击，因此，进行按线路的积雪厚度测量需要3～4个人员配合，效率低下。

2，采用辅助的积雪测量装置，例如美国专利US5815064、US5864059和US7040146等公开了几种积雪厚度测量装置，可显示或记录测量的积雪厚度，但其使用方法和传统测量方式没有本质的区别，仍需要手动记录全球定位系统接收装置的地理位置信息，且测量时测量精度与操作人员的使用方法相关，需要参与的测量人员也没有减少。

3，使用卫星遥感方式进行大面积测量，遥感可以快速、大面积测量积雪厚度，但测量精度相对较低，尤其在有冻雪层存在的时候，误差会使测量结果无法利用。但经过若干站点的实地测量校准，卫星遥感数据就会被修正到一个合理误差范围内。

以上方法或设备皆有局限性，难以适应日益增长的积雪厚度测量的需要，需要发展一种高效、准确的测量装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种可测量积雪厚度并同时自动记录测量点地理位置的装置，以弥补已有技术的不足。

因此，本发明包括一只带有标尺的探杆，其特征在于探杆上部安装有方便持握的把手，把手上安装有按钮，探杆底部安装有尖锥，探杆顶部安装有距离探测单元，同时把手上部的机壳内安装有全球定位接收器、微处理器、电源、存储器模块、倾斜感知模块以及人机接口；探杆上设置有可上下滑动的轻质测量盘，在探杆插入积雪时，测量盘可浮于积雪上表层；距离探测单元可采用激光测距模块，也可采用拉绳测距传感器；全球定位系统可采用GPS系统兼容的接收器，也可采用中国新布放的北斗卫星导航系统接收器；探杆底部的尖锥内安装有温度传感器和压力传感器；微处理器控制测量单元的测量与记录，并通过人机接口与使用者交互，可单手单按钮操作；存储器接口将积雪厚度、地理位置信息等所有测量数据保存至USB闪存盘，USB闪存盘可在需要时取下另存于其它媒体。

由本发明构建的积雪厚度测量记录仪，已成功应用于北极、南极极地科考测量，其人体工程学设计可进行单人单手操作，使每次测量的人员数量由2～4人降低为1～2人，测量工作量大为降低，并使测量时产生的人为错误大大减少。因此，由本发明构建的积雪厚度测量记录仪有着广阔的推广前景。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1，积雪厚度测量记录仪的整体结构

图2，积雪厚度测量记录仪的电路组成框图

其中：1.探杆，2.把手，3.尖锥，4.距离探测单元，5.微处理器，6.电源，7.存储模块，8.按钮，9.人机接口，10.轻质测量盘，11.USB闪存盘，12.全球定位接收器，13.温度和压力传感器

注：为方便观看，测量盘和探杆没有按比例画出，实际尺寸会更长。

具体实施方式

本发明的目的是提供一种在降雪或积雪地区，测量积雪厚度并自动记录测量点地理位置的测量装置。本发明的具体实施例如图1、图2所示。

本发明中部是一只带有标尺的探杆(1)，探杆可由不锈钢或碳纤维材质构成，以方便在极低温度下使用。探杆(1)上部安装有方便持握的把手(2)，把手上安装有用于食指操作的按钮(8)，在使用时此按钮是操作的主要按钮，可以实现设备唤醒、测量、存储并休眠的一键式操作。探杆底部安装有尖锥(3)，用于方便插入至积雪中，尖锥(3)内同时可安装温度和压力传感器(13)，压力传感器可测量本仪器插入积雪时的阻力，可换算出积雪的硬度或密度，温度传感器可以测得积雪底部的温度，压力和温度都可记录测量值。仪器顶部安装有距离探测单元(4)，本单元可采用激光测距模块，用于测量仪器顶部与积雪表面的直线距离，此距离可换算出积雪的厚度，若采用激光方案可不实用轻质测量盘(10)，激光直接检测积雪表面即可；或可采用拉绳传感器，拉绳的钢丝绳测量端固定在轻质测量盘(10)上，随着测量盘的上下滑动可得知测量盘(10)与尖锥(3)的距离；使用拉绳传感器可在极低的温度下工作，适用范围更广。倾斜感知模块在测量的同时记录测量仪器的倾斜状态，以便日后对测量的结果进行分析。仪器顶部同时装有全球定位接收器(12)、微处理器(5)、电源(6)、存储模块(7)以及人机接口(9)，微处理器(5)是仪器的控制核心，控制其它模块的工作或休眠；全球定位系统(12)可采用GPS系统兼容的接收器，也可采用中国新布放的北斗卫星导航系统接收器，在测量每一个测量点时，微处理器(5)自动记录全球定位接收器(12)收到的测量点的定位坐标，并通过人机接口(9)与使用者交互，可单手单按钮操作；存储模块(7)将测量数据保存至USB闪存盘(11)，USB闪存盘(11)可在需要时取下另存于其它媒体。

由本发明构建的仪器在使用时，通过人机接口(9)开机，按下按钮(8)，进入测量模式，将尖锥(3)扎入积雪中，保持探杆(1)垂直于水平面，并保证轻质测量盘(10)浮于积雪表面，再次按下按钮(8)，仪器记录积雪厚度信息、积雪温度、压力等信息，全球定位坐标，并存储于USB闪存盘(11)中，测量完毕后，仪器进入省电休眠模式，等待下一次按钮按下的测量。

由本发明构建的积雪厚度测量记录仪，已成功应用于北极、南极极地科考测量。本发明有着广阔的应用推广前景。

Claims

1.一种积雪厚度测量记录仪，包括一只带有标尺的探杆，其特征在于探杆上部安装有方便持握的把手，把手上安装有按钮，探杆底部安装有尖锥，探杆顶部安装有距离探测单元，同时把手上部的机壳内安装有全球定位接收器、微处理器、电源、存储器接口、倾斜感知模块以及人机接口。

2.如权利要求1所述的探杆上设置有可上下滑动的轻质测量盘，在探杆插入积雪时，测量盘可浮于积雪上表层。

3.如权利要求1所述的距离探测单元可采用激光测距模块，也可采用拉绳测距传感器。

4.如权利要求3所述的拉绳测距传感器连接在权利要求2所述的轻质测量盘上。

5.如权利要求1所述的全球定位系统可采用GPS系统兼容的接收器，也可采用中国新布放的北斗卫星导航系统接收器。

6.如权利要求1所述的探杆底部的尖锥内安装有温度传感器和压力传感器。

7.如权利要求1所述的微处理器控制测量单元的测量与记录，并通过人机接口与使用者交互，可单手单按钮操作。

8.如权利要求1所述的存储器接口将积雪厚度、地理位置信息等所有测量数据保存至USB闪存盘，USB闪存盘可在需要时取下另存于其它媒体。