南极作为一块最古老的大陆板块,目前世界上尚未有任何国家在南极甘布尔采夫冰下山脉实施基岩钻探并获取完整的基岩样本,为更好的探索极地,研发一套基岩取芯设备并成功获取南极基岩样本,将对揭示极地冰盖形成及演化机制、重建地球古气候模型、探索古老地球生命形态、探究冰盖底部复杂结构及冰下地质学的研究奠定基础。本文先对基岩钻探对于研究地球生态和地壳运动等具有重大科学意义和价值进行介绍,并结合国内外研究的现状和发展趋势以及极地基岩钻探目前面临的技术难点引出本文研究的内容,对国内外现有的技术进行改进,并设计出新一代南极冰下基岩钻测控系统,该系统可配合钻具、绞车等设备相配合,实现钻穿冰盖,直接获取甘布尔采夫山脉基岩样品。本文前面介绍了基岩钻项目的设计框架,根据基岩钻项目在南极实际需求,根据具体参数分析并设计出相对应的方案。本文所涉及的随钻测控系统主要分为五部分来介绍该项目的组成,依次是冰面基地监控系统,数据传输总线组成网络系统,嵌入式操作系统,基岩随钻测控系统以及电力供应与能量转换系统。并分析了与初代方案的优缺点和相对应的解决方案。本文后面介绍了在初级研发阶段随钻测控系统的硬件设备调试、功能实现调试、随钻测控系统的低温测试以及总线通讯功能测试;中期阶段和吉林大学研发团队联合功能调试,其中针对负载功率不够这个问题进行供电系统的优化改进以及随钻测控舱的调整,并对基岩钻整套设备进行联合调试并估测南极实地实验的可行性;后期阶段主要介绍了南极实地钻探实验的详细进度钻取结果。2019年2月南极深冰基岩钻探的成功试钻并获取粒雪芯、冰芯、基岩芯等样本,成功验证了本文设计的基岩随钻测控系统的可行性与可靠性,同时也标志着我国自主研发的极地冰盖及冰下基岩取芯钻探装备拥有极地深冰及冰下岩钻探技术能力,标志着我国在该领域的自主研发能力达到国际先进水平。