随着全球变暖的影响,近年来极地冰川和内陆高原消融幅度越来越大,给人类的生存环境、动植物的生长以及全球气候变化都有巨大的影响。在冰科学研究及其他众多研究学科中,极地和高原冰川的冰层厚度都是研究的重点内容。另外,在我国北方地区的江河湖海在冬季存在不同程度的结冰情况,影响了人民生活、水上运输、海上石油钻井平台及区部地区气候环境等众多领域。尤其是在2007年中,由于异常的雨雪冰冻天气的影响,我国南方的大部分地区也出现了大范围的冰冻现象,交通阻塞,输电设施倒塌,严重的影响了人民的正常生活和社会的生产发展。本课题针对日益严重的冰川消融和冰冻灾害的问题,提出了基于空气、冰和水的电容差异进行冰层厚度自动化监测的方法和手段。本文将系统地介绍基于空气、冰和水三者电容差异进行冰层厚度测量的原理,方法和实现形式。首先,本文首先论述了课题研究的目的和意义,总结了国内外冰厚测量技术发展现状,提出了课题研究的内容和方法。然后从基于空气、冰和水三者电容差异的机理入手,制作电容模型,进行了大量的电容机理实验,取得了大量实验数据。通过不断的实验改进和调整,最终验证了基于电容机理进行冰层厚度测量的可行性和可靠性。本文在对目前应用中的各种电容测量电路进行分析讨论的基础上,根据前期的电容机理验证试验结果,确定了基于交流阻抗法的电容测量电路,重点介绍了这种方法的原理,组成部分和实现形式。设计了基于MSP430的冰层厚度自动化监测系统,系统包括单片机核心电路、电容测量电路、温度测量电路、大容量存储电路,数据通讯电路等。具有低功耗、多功能、高精度的优点。