在寒冷天气下，停留在机场上的飞机很容易发生结冰。尽管对飞机采取了起飞前的除冰措施，但由于缺乏先进的地面结冰探测手段，飞机带霜，雪或冰起飞的情况仍时有发生，从而对飞机飞行安全构成了很大的威胁。当前用于飞机结冰探测的多是机载结冰传感器，主要用于飞机在空中的结冰探测，而很少有专门的结冰传感器用于飞机机场地面结冰探测。随着我国民航事业的快速发展，需要迫切解决飞机机场地面结冰探测这一难题。本文研究并设计了飞机机场地面结冰探测系统。首先介绍光纤式结冰传感器理论，多传感器数据融合和微弱信号检测理论，然后以此为基础分别从底层硬件和上位机软件两大方面对系统进行了详细设计：底层硬件上完成了多传感器设计，信号调理电路设计和采集模块设计，实现了从传感器端的微弱结冰状态变化到采集端的显著电压信号变化；上位机软件上完成了通信模块设计，数据库存储读取设计，数据处理及人机界面设计，对底层硬件传送过来的结冰电压信号进行处理，并提供良好的人机界面，显示当前结冰状态，并把试验数据保存到数据库中。最后在实验室的结冰试验平台下，完成了本探测系统的结冰标定试验和验证试验工作。结冰试验结果表明：本系统用于飞机机场地面结冰探测是可行的，可完成基本的冰型识别和冰厚探测，其结果是可信的。