冰川末端变化测量系统

1.本实用新型涉及冰川检测技术领域，具体而言，涉及一种冰川末端变化测量系统。


背景技术：

2.在全球气候变暖的大背景下，全球绝大部分冰川处于退缩状态。冰川末端位置是对气候变化最为敏感的几何参数之一，它能够较为准确、直观地探究气候对冰川的影响情况，进而为未来冰川及其水资源变化预测研究提供有力证据。对于冰川末端位置(长度)变化的实地野外监测，最理想的测量时间是每年冰川消融期末，只有这时测量冰川冰舌区域接近或为裸冰，从而反映冰川的真实变化。最简单有效的一种手段是标志点测量法，该方法主要通过卷尺、经纬仪、全站仪等仪器重复测量冰舌末端到标志点的距离和角度来确定冰川末端的变化。此外，通过手持gps、rtk(实时动态差分)等方式进行末端位置(长度)变化的监测，可以获取冰川末端的相对位置变化。上述几类方法都需要测量人员实地到冰川末端。
3.经发明人研究发现，现有的测量冰川末端变化的方式存在如下缺点：
4.冰川末端的地势崎岖不平，附近地貌奇特不一，冰舌以及末端的窄缝、冰川侧岩壁、冰面湖、冰瀑等极为危险，给实地测量人员的生命安全造成极大的威胁。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种冰川末端变化测量系统，其能够实现自动化测量，降低事故率，提高安全性。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.本实用新型提供一种冰川末端变化测量系统，包括：
8.飞行器；
9.定位器，所述定位器用于设于地面上；
10.以及标定装置，所述标定装置设有定位传感器，所述标定装置与所述飞行器连接，所述定位传感器用于获取冰川末端的位置坐标以及所述定位器的位置坐标。
11.在可选的实施方式中，所述定位器包括固定件和对位件，所述对位件与所述固定件连接，所述固定件用于插接于地面上；所述对位件上设置有用于与标定装置配合的标识部。
12.在可选的实施方式中，所述固定件包括支脚、自攻螺钉和调平螺钉，所述自攻螺钉与所述支脚连接，所述自攻螺钉用于旋入地底所述对位件通过所述调平螺钉与所述支脚连接，所述调平螺钉用于定位所述对位件且能调节所述对位件的垂直度。
13.在可选的实施方式中，所述对位件上设置有水平仪。
14.在可选的实施方式中，所述冰川末端变化测量系统还包括连接装置，所述标定装置通过所述连接装置与所述飞行器可拆卸地连接。
15.在可选的实施方式中，所述连接装置包括连接杆和弹性连接套，所述连接杆与所述弹性连接套连接；所述连接杆与所述标定装置连接；所述飞行器设有连接柱，所述弹性连
接套套接于所述连接柱外，所述连接柱用于限制所述弹性连接套从四周向中部回缩。
16.在可选的实施方式中，所述连接柱的一端与所述飞行器的底部连接，另一端设置有倒角；所述连接柱的外周设有环形限位凸起，所述环形限位凸起插接于所述弹性连接套内。
17.在可选的实施方式中，所述标定装置包括载体、电池、激光瞄准器、静止触发器、数据采集器和控制器，所述定位传感器、所述电池、所述激光瞄准器、所述静止触发器、所述数据采集器和所述控制器均与所述载体连接，所述载体与所述飞行器连接；所述电池与所述控制器电连接，所述定位传感器、所述激光瞄准器、所述静止触发器和所述数据采集器均与所述控制器通信连接。
18.在可选的实施方式中，所述电池为可充电电池。
19.在可选的实施方式中，所述载体设置为管状，所述定位传感器、所述电池、所述激光瞄准器、所述静止触发器、所述数据采集器和所述控制器均容置于所述载体的管腔内。
20.本实用新型实施例的有益效果是：
21.综上所述，本实施例提供的冰川末端变化测量系统，通过自动化测量，降低劳动强度，并且，测量过程中人为参与少，事故率低，安全性高。具体的，先人工将定位器放置于与冰川末端具有设定距离的位置处。然后，利用飞行器携带标定装置并使其运动至定位器的正上方，利用标定装置获取定位器的坐标信息。然后，利用飞行器携带标定装置飞行至与定位器对应的冰川末端上的测量点处，获取测量点的位置坐标，定位器的坐标信息不会随冰川末端的移动而变化。而当冰川末端发生移动后，飞行器获取的冰川末端测量点的位置坐标会不断变化，将变化的坐标信息传输至终端，与定位器的坐标信息进行对比分析，其相关结果和数据可供相关科研人员进行研究分析和判断。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
23.图1为本实用新型实施例的冰川末端变化测量系统的应用示意图；
24.图2为本实用新型实施例的飞行器的结构示意图；
25.图3为本实用新型实施例的定位器的一视角的结构示意图；
26.图4为本实用新型实施例的定位器的另一视角的剖视结构示意图；
27.图5为本实用新型实施例的标定装置的结构示意图。
28.图标:
29.001-冰川末端；100-飞行器；110-连接柱；120-环形限位凸起；200-定位器；210-固定件；211-支脚；212-自攻螺钉；213-调平螺钉；220-对位件；221-标识部；300-标定装置；310-载体；320-电池；330-激光瞄准器；340-静止触发器；350-数据采集器；360-控制器；370-定位传感器；400-连接装置；410-连接杆；420-弹性连接套。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
31.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
35.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.目前，对于冰川末端001变化的测量作业，一般采用人工完成。也就是说，作业人员在测量过程中需要始终停留在冰川末端001位置，由于冰川末端001的地势崎岖不平，附近地貌奇特不一，冰舌以及末端的窄缝、冰川侧岩壁、冰面湖、冰瀑等极为危险，这些因素对测量人员的生命安全造成极大的威胁。
37.鉴于此，设计者设计了一种冰川末端变化测量系统，自动化测量，安全性高。
38.请参阅图1-图5，本实施例中，冰川末端变化测量系统包括飞行器100、定位器200和标定装置300。定位器200用于固定在地面上，距离冰川末端001的位置按需设置。标定装置300设有定位传感器370，定位传感器370用于获取冰川末端001的位置坐标以及定位器200的位置坐标。标定装置300与飞行器100连接，飞行器100能携带标定装置300飞行至所需位置，从而及时获取冰川末端001和定位器200的位置。
39.需要说明的是，定位传感器370可以是gps定位系统。
40.本实施例提供的冰川末端变化测量系统，通过自动化测量，降低劳动强度，并且，测量过程中人为参与少，事故率低，安全性高。具体的，先人工将定位器200放置于与冰川末端001具有设定距离的位置处。然后，利用飞行器100携带标定装置300并使其运动至定位器
200的正上方，利用标定装置300获取定位器200的坐标信息。然后，利用飞行器100携带标定装置300飞行至与定位器200对应的冰川末端001上的测量点处，获取测量点的位置坐标，定位器200的坐标信息不会随冰川末端001的移动而变化。而当冰川末端001发生移动后，飞行器100获取的冰川末端001测量点的位置坐标会不断变化，将变化的坐标信息传输至终端，与定位器200的坐标信息进行对比分析，其相关结果和数据可供相关科研人员进行研究分析和判断。
41.请参阅图2，本实施例中，可选的，飞行器100的壳体底部设置有连接柱110，连接柱110用于与标定装置300连接。连接柱110的一端与壳体通过螺钉或螺栓固定连接。连接柱110的另一端设置有倒角，倒角可以是倒圆角或倒斜角。进一步的，连接柱110可以设置为圆柱体，也即连接柱110的横截面外轮廓为圆形。其中，横截面为垂直于连接柱110的轴线的平面。连接柱110的结构规则，利于加工制造。进一步的，连接柱110的外周面设有环形限位凸起120，环形限位凸起120为圆环状，环形限位凸起120与连接柱110同轴设置。
42.需要说明的是，在其他实施例中，连接柱110可以与飞行器100的壳体焊接；此外，连接柱110可以与环形限位凸起120一体成型。
43.请参阅图3-图4，本实施例中，可选的，定位器200包括固定件210和对位件220。固定件210与对位件220连接。固定件210用于固定在地底。可选的，固定件210包括支脚211、自攻螺钉212和调平螺钉213，支脚211设置为三脚架，支脚211用于支设于地面上。自攻螺钉212穿设于支脚211上，自攻螺钉212用于旋入地底并将支脚211固定在地面上。调平螺钉213安装在支脚211上，调平螺钉213与对位件220连接，将对位件220固定在支脚211上，并且调平螺钉213能够调节对位件220的水平度和垂直度。进一步的，对位件220上设置有水平仪，通过水平仪来判断对位件220的水平度。进一步的，对位件220背离支脚211的一侧设置有标识部221，标识部221可以为“十”字形。
44.本实施例中，可选的，冰川末端变化测量系统还包括连接装置400，标定装置300通过连接装置400与飞行器100的连接柱110可拆卸地连接。
45.可选的，连接装置400包括连接杆410和弹性连接套420，连接杆410的一端通过螺栓固定在标定装置300上，连接杆410的另一端与弹性连接套420固定。弹性连接套420用于套接在连接柱110外，并且在连接柱110的作用下，弹性连接套420被撑开，弹性连接套420具有回缩的弹力，从而与连接柱110实现固定连接。并且，由于连接柱110外设有环形限位凸起120，弹性连接套420能够将环形限位凸起120包裹住，弹性连接套420与环形限位凸起120形成凹凸卡合结构，提高连接结构的牢固性。同时，当需要将标定装置300从飞行器100上分离时，将弹性连接套420从连接柱110上取下即可。
46.可选的，弹性连接套420可以是橡胶套。
47.请参阅图5，本实施例中，可选的，标定装置300包括载体310、电池320、激光瞄准器330、静止触发器340、数据采集器350和控制器360，定位传感器370、电池320、激光瞄准器330、静止触发器340、数据采集器350和控制器360均与载体310连接，载体310与飞行器100连接；电池320与控制器360电连接，定位传感器370、激光瞄准器330、静止触发器340和数据采集器350均与控制器360通信连接。当飞行器100携带标定装置300飞行至定位器200上方时，利用激光瞄准器330与对位件220上的标识部221对齐，从而利用gps定位系统获取对位件220的坐标信息。在进行冰层末端的位置获取时，飞行器100需要悬停在冰川末端001测量
点设定时间后才启动数据采集器350工作，进行数据采集。例如，当静止触发器340检测到飞行器100悬停10s后，再利用控制器360控制数据采集器350启动。
48.需要说明的是，电池320可以为可充电电池320。
49.可选的，载体310为管状，定位传感器370、电池320、激光瞄准器330、静止触发器340、数据采集器350和控制器360均容置于载体310的管腔中。应当理解，载体310可以设置一个管腔或多个管腔，当管腔数量为多个时，多个管腔相互独立，相互不会干扰。
50.可选的，标定装置300还包括测距传感器，测距传感器设于载体310上，并且与控制器360通信连接，测距传感器用于测量载体310距离地面、定位器200或冰川末端001的竖向距离。
51.应当理解，在实际测量时，一般会选取多个冰川末端001进行测量，因此，可以对应设置多个定位器200，每个定位器200与冰川末端001的测量点对应即可。
52.本实施例提供的冰川末端变化测量系统，自动化程度高，降低劳动强度，提高安全性。
53.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。