[发明专利]一种极地冰区海洋潮汐测量浮标、测量方法及应用

权利要求书

1.一种极地冰区海洋潮汐测量方法，其特征在于，该方法利用极地冰区海洋潮汐测量浮标实现，测量浮标包括浮标本体；

北斗导航定位系统，安装在所述浮标本体上，用于确定浮标体本体在冰面的地心三维坐标；

探冰雷达，安装在所述浮标本体上，用于测量雷达到冰面的距离以及海冰厚度；

该方法具体包括以下步骤：

步骤一、测量GNSS天线的标记到探冰雷达位置的高度h1；

步骤二、浮标本体下部的杆状结构插入海冰内部，直到浮标本体接触海冰表面；

步骤三、探冰雷达测量雷达距离冰表面的距离h2以及海冰厚度h3；

步骤四、利用PPP精密单点定位技术计算GNSS天线相位中心的瞬时冰表面三维地心坐标（x,y,z）；

步骤五、将GNSS天线相位中心坐标（x,y,z）转换到地理坐标（B,L,H）；其中B为大地纬度，L为大地经度，H为相对于WGS-84参考椭球的大地高；

步骤六、将GNSS天线相位中心的大地高转化为海拔高：H_g=H-MSS，其中MSS为北极冰区的平均海平面；

步骤七、通过GNSS天线相位中心的海拔高H_g计算冰面下方的水位高：H_tide=H_g-h1-h2-h3；

步骤八、对冰面下方水位进行海冰的水下尺度改正，使用经验的海冰、海水密度，得到海冰吃水深度h4；

步骤九、计算潮位值：H_tide_c=H_tide+(h3-h4)；

步骤十、对计算得到的1Hz高频水位数据做数据滤波，消除海冰表面的高频波动对浮标姿态的影响，得到极地冰区的潮汐信息。

2.根据权利要求1所述的极地冰区海洋潮汐测量方法，其特征在于，在步骤八中，海冰吃水深度h4在秋季的计算方法为：，其中c为海冰总体密集度，cm为多年冰比例，cf为一年冰比例，s为积雪厚度。

3.根据权利要求1所述的极地冰区海洋潮汐测量方法，其特征在于，在步骤八中，海冰吃水深度h4在冬季的计算方法为：，其中c为海冰总体密集度，cm为多年冰比例，cf为一年冰比例，s为积雪厚度。

4.一种实现如权利要求1-3任意一项所述极地冰区海洋潮汐测量方法的极地冰区海洋潮汐测量浮标，所述北斗导航定位系统包括：北极卫星导航定位信号接收机和GNSS天线，所述GNSS天线安装在北极卫星导航定位信号接收机上，用于接收L频段三个频点的1559.052MHz—1591.788MHz的B1信号，1166.22MHz—1217.37MHz的B2信号以及1250.618MHz—1286.423MHzB3信号。

5.根据权利要求4所述的极地冰区海洋潮汐测量浮标，其特征在于，所述探冰雷达使用多频段雷达，通过多频测量结果实现海冰厚度的交叉检验和去噪。

6.根据权利要求5所述的极地冰区海洋潮汐测量浮标，其特征在于，所述多频段雷达采用1530Hz、5310Hz、18330Hz、63030Hz、93090Hz中的一种，其中，采样频率为10Hz。

7.一种如权利要求4所述极地冰区海洋潮汐测量浮标在极地海洋潮汐测量中的应用。