近年来,关于地球南北两极大陆板块的形成与演化过程、古气候环境变化等科学问题一直困扰着众多极地科考领域的科学家们,这些问题的解决对我们掌握极地的地质结构以及大陆板块构造格局的演变,进而打开人们通向古气候和古环境变化的大门具有重要的科学意义,通过基岩钻探钻取的极地冰下基岩岩芯是解决上述谜团的“金钥匙”。本文深入分析国内外研究现状及发展趋势,通过对国内外现有技术的改进,设计并实现了一种冰下基岩钻探测控系统,该系统可与钻具本体相配合,实现钻穿甘布尔采夫山脉地区冰盖,进而直接获取冰下基岩样品。本文首先对极地冰下基岩钻探系统进行总体概述及各子系统介绍;其次介绍测控系统的设计要求和方案设计,该系统包含冰面测控系统、随钻测控系统和电能与数据传输系统三个部分。冰面测控系统主要用于实时接收并显示冰面设备和随钻测控系统的关键参数并实现对相应远程命令的下传;随钻测控系统完成钻进过程中对随钻参数的采集、传输等工作;然后介绍了系统硬件设计,该部分以STM32F103单片机为核心,包括电源电路、主控电路、数据采集电路和通信电路等;系统软件设计部分介绍了人机交互界面、数据采集处理和数据库功能。最后对测控系统进行一系列调试。最后,本文研制的冰下基岩钻探测控系统,已经在实验室完成相关功能测试及车间模拟平台测试,测试结果证明系统具备稳定性和可靠性,后续将在长春对所有设备进行整体联合测试。