專利名稱：積雪厚度測量記錄儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種積雪厚度測量記錄儀，更具體地來說屬于一種在降雪或積雪地區(qū)，測量積雪厚度并同時(shí)自動(dòng)記錄測量點(diǎn)地理位置的測量裝置。
背景技術(shù)：
目前全球氣候變化迅速且無規(guī)律，極端天氣狀況頻頻出現(xiàn)，這種情況要求對全球氣候變化進(jìn)行更細(xì)致的觀察。積雪覆蓋地區(qū)是影響全球氣候位置變化的重要因素，對于積雪厚度的測量有著廣泛的需求。傳統(tǒng)的積雪厚度測量多采用以下裝置和方法1，傳統(tǒng)采用測量尺、鋼尺、探桿等測量積雪厚度，記錄積雪厚度，記錄GPS位置信息，有時(shí)需要1個(gè)向?qū)?，在某些地區(qū)還需要配備武裝人員防止野生動(dòng)物的襲擊，因此，進(jìn)行按線路的積雪厚度測量需要3 4個(gè)人員配合，效率低下。2，采用輔助的積雪測量裝置，例如美國專利US5815064、US5864059和US7040146 等公開了幾種積雪厚度測量裝置，可顯示或記錄測量的積雪厚度，但其使用方法和傳統(tǒng)測量方式?jīng)]有本質(zhì)的區(qū)別，仍需要手動(dòng)記錄全球定位系統(tǒng)接收裝置的地理位置信息，且測量時(shí)測量精度與操作人員的使用方法相關(guān)，需要參與的測量人員也沒有減少。3，使用衛(wèi)星遙感方式進(jìn)行大面積測量，遙感可以快速、大面積測量積雪厚度，但測量精度相對較低，尤其在有凍雪層存在的時(shí)候，誤差會(huì)使測量結(jié)果無法利用。但經(jīng)過若干站點(diǎn)的實(shí)地測量校準(zhǔn)，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)就會(huì)被修正到一個(gè)合理誤差范圍內(nèi)。以上方法或設(shè)備皆有局限性，難以適應(yīng)日益增長的積雪厚度測量的需要，需要發(fā)展一種高效、準(zhǔn)確的測量裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可測量積雪厚度并同時(shí)自動(dòng)記錄測量點(diǎn)地理位置的裝置，以彌補(bǔ)已有技術(shù)的不足。因此，本發(fā)明包括一只帶有標(biāo)尺的探桿，其特征在于探桿上部安裝有方便持握的把手，把手上安裝有按鈕，探桿底部安裝有尖錐，探桿頂部安裝有距離探測單元，同時(shí)把手上部的機(jī)殼內(nèi)安裝有全球定位接收器、微處理器、電源、存儲(chǔ)器模塊、傾斜感知模塊以及人機(jī)接口 ；探桿上設(shè)置有可上下滑動(dòng)的輕質(zhì)測量盤，在探桿插入積雪時(shí)，測量盤可浮于積雪上表層；距離探測單元可采用激光測距模塊，也可采用拉繩測距傳感器；全球定位系統(tǒng)可采用GPS系統(tǒng)兼容的接收器，也可采用中國新布放的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器；探桿底部的尖錐內(nèi)安裝有溫度傳感器和壓力傳感器；微處理器控制測量單元的測量與記錄，并通過人機(jī)接口與使用者交互，可單手單按鈕操作；存儲(chǔ)器接口將積雪厚度、地理位置信息等所有測量數(shù)據(jù)保存至USB閃存盤，USB閃存盤可在需要時(shí)取下另存于其它媒體。由本發(fā)明構(gòu)建的積雪厚度測量記錄儀，已成功應(yīng)用于北極、南極極地科考測量，其人體工程學(xué)設(shè)計(jì)可進(jìn)行單人單手操作，使每次測量的人員數(shù)量由2 4人降低為1 2人， 測量工作量大為降低，并使測量時(shí)產(chǎn)生的人為錯(cuò)誤大大減少。因此，由本發(fā)明構(gòu)建的積雪厚度測量記錄儀有著廣闊的推廣前景。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖1，積雪厚度測量記錄儀的整體結(jié)構(gòu)圖2，積雪厚度測量記錄儀的電路組成框圖其中1.探桿，2.把手，3.尖錐，4.距離探測單元，5.微處理器，6.電源，7.存儲(chǔ)模塊，8.按鈕，9.人機(jī)接口，10.輕質(zhì)測量盤，11. USB閃存盤，12.全球定位接收器，13.溫度和壓力傳感器注為方便觀看，測量盤和探桿沒有按比例畫出，實(shí)際尺寸會(huì)更長。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的目的是提供一種在降雪或積雪地區(qū)，測量積雪厚度并自動(dòng)記錄測量點(diǎn)地理位置的測量裝置。本發(fā)明的具體實(shí)施例如圖1、圖2所示。本發(fā)明中部是一只帶有標(biāo)尺的探桿(1)，探桿可由不銹鋼或碳纖維材質(zhì)構(gòu)成，以方便在極低溫度下使用。探桿(1)上部安裝有方便持握的把手O)，把手上安裝有用于食指操作的按鈕(8)，在使用時(shí)此按鈕是操作的主要按鈕，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)備喚醒、測量、存儲(chǔ)并休眠的一鍵式操作。探桿底部安裝有尖錐(3)，用于方便插入至積雪中，尖錐(3)內(nèi)同時(shí)可安裝溫度和壓力傳感器(13)，壓力傳感器可測量本儀器插入積雪時(shí)的阻力，可換算出積雪的硬度或密度，溫度傳感器可以測得積雪底部的溫度，壓力和溫度都可記錄測量值。儀器頂部安裝有距離探測單元，本單元可采用激光測距模塊，用于測量儀器頂部與積雪表面的直線距離，此距離可換算出積雪的厚度，若采用激光方案可不實(shí)用輕質(zhì)測量盤(10)，激光直接檢測積雪表面即可；或可采用拉繩傳感器，拉繩的鋼絲繩測量端固定在輕質(zhì)測量盤(10)上，隨著測量盤的上下滑動(dòng)可得知測量盤(10)與尖錐( 的距離；使用拉繩傳感器可在極低的溫度下工作，適用范圍更廣。傾斜感知模塊在測量的同時(shí)記錄測量儀器的傾斜狀態(tài)，以便日后對測量的結(jié)果進(jìn)行分析。儀器頂部同時(shí)裝有全球定位接收器(1 、微處理器( 、電源(6)、 存儲(chǔ)模塊(7)以及人機(jī)接口(9)，微處理器( 是儀器的控制核心，控制其它模塊的工作或休眠；全球定位系統(tǒng)(12)可采用GPS系統(tǒng)兼容的接收器，也可采用中國新布放的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器，在測量每一個(gè)測量點(diǎn)時(shí)，微處理器(5)自動(dòng)記錄全球定位接收器(12)收到的測量點(diǎn)的定位坐標(biāo)，并通過人機(jī)接口(9)與使用者交互，可單手單按鈕操作；存儲(chǔ)模塊 (7)將測量數(shù)據(jù)保存至USB閃存盤(11)，USB閃存盤(11)可在需要時(shí)取下另存于其它媒體。由本發(fā)明構(gòu)建的儀器在使用時(shí)，通過人機(jī)接口(9)開機(jī)，按下按鈕(8)，進(jìn)入測量模式，將尖錐C3)扎入積雪中，保持探桿(1)垂直于水平面，并保證輕質(zhì)測量盤(10)浮于積雪表面，再次按下按鈕(8)，儀器記錄積雪厚度信息、積雪溫度、壓力等信息，全球定位坐標(biāo)， 并存儲(chǔ)于USB閃存盤(11)中，測量完畢后，儀器進(jìn)入省電休眠模式，等待下一次按鈕按下的測量。由本發(fā)明構(gòu)建的積雪厚度測量記錄儀，已成功應(yīng)用于北極、南極極地科考測量。本發(fā)明有著廣闊的應(yīng)用推廣前景。
權(quán)利要求
1.一種積雪厚度測量記錄儀，包括一只帶有標(biāo)尺的探桿，其特征在于探桿上部安裝有方便持握的把手，把手上安裝有按鈕，探桿底部安裝有尖錐，探桿頂部安裝有距離探測單元，同時(shí)把手上部的機(jī)殼內(nèi)安裝有全球定位接收器、微處理器、電源、存儲(chǔ)器接口、傾斜感知模塊以及人機(jī)接口。
2.如權(quán)利要求1所述的探桿上設(shè)置有可上下滑動(dòng)的輕質(zhì)測量盤，在探桿插入積雪時(shí)， 測量盤可浮于積雪上表層。
3.如權(quán)利要求1所述的距離探測單元可采用激光測距模塊，也可采用拉繩測距傳感ο
4.如權(quán)利要求3所述的拉繩測距傳感器連接在權(quán)利要求2所述的輕質(zhì)測量盤上。
5.如權(quán)利要求1所述的全球定位系統(tǒng)可采用GPS系統(tǒng)兼容的接收器，也可采用中國新布放的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收器。
6.如權(quán)利要求1所述的探桿底部的尖錐內(nèi)安裝有溫度傳感器和壓力傳感器。
7.如權(quán)利要求1所述的微處理器控制測量單元的測量與記錄，并通過人機(jī)接口與使用者交互，可單手單按鈕操作。
8.如權(quán)利要求1所述的存儲(chǔ)器接口將積雪厚度、地理位置信息等所有測量數(shù)據(jù)保存至 USB閃存盤，USB閃存盤可在需要時(shí)取下另存于其它媒體。
全文摘要
本發(fā)明的目的是提供一種可測量積雪厚度并同時(shí)自動(dòng)記錄測量點(diǎn)地理位置的裝置，包括一只帶有標(biāo)尺的探桿，其上部安裝有方便持握的把手，把手上安裝有按鈕，探桿底部安裝有尖錐，探桿頂部安裝有距離探測單元，同時(shí)有全球定位接收器、微處理器、電源、存儲(chǔ)器模塊、傾斜感知模塊以及人機(jī)接口；測量過程可單手單按鈕操作；存儲(chǔ)器接口將測量數(shù)據(jù)保存至USB閃存盤，方便另存于其它媒體。由本發(fā)明構(gòu)建的積雪厚度測量記錄儀，已成功應(yīng)用于北極、南極極地科考測量，其人體工程學(xué)設(shè)計(jì)可進(jìn)行單人單手操作，使每次測量的人員數(shù)量由2～4人降低為1～2人，測量工作量大為降低，減小了人為錯(cuò)誤。因此，由本發(fā)明構(gòu)建的積雪厚度測量記錄儀有著廣闊的推廣前景。
文檔編號(hào)G01B21/08GK102297675SQ20111018455
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者張凱臨, 王紅燕, 管磊 申請人:中國海洋大學(xué)