通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统技术方案

本申请涉及一种通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统，包括：光谱仪、卫星平台和地面站；所述光谱仪包括：光学系统、电子成像系统和定标系统；所述光学系统用于收集地球大气的散射光辐射；所述电子成像系统用于将光辐射转换为光谱信息；所述卫星平台用于搭载所述光谱仪，并将所述光谱仪收集的光谱信息传输到所述地面站；所述地面站用于接收并处理光谱信息。本方案采用小型遥感监测卫星监测VOC的浓度分布情况，具有准确、高效和及时性强的特点，可大幅度降低监测费用和工作量，提高及时性，一颗卫星可完成上百家企业的VOC排放的监测，节省大量监测费用，同时满足国家对VOC排放总量控制的要求。

A system for detecting VOC concentration by remote sensing satellite

【技术实现步骤摘要】
通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统
本申请涉及遥感监测
，具体涉及一种通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统。
技术介绍
随着经济的发展，天气污染指数在全国范围内有显著提升。因此发展出了一系列环境监测手段，通过不同的环境监测手段，实时监测各地的环境质量变化。现行的环境监测主要通过地基、机载、星载等方式测量大气不同组分的气体浓度。由于地基测量需要分布大量的测量站点，测量范围较小，成本较高以及管理复杂；机载测试平台测量条件要求较高，尤其是天气状况，而且测量的范围不大。挥发性有机化合物(VolatileOrganicCompounds，VOC)是空气中普遍存在且组成复杂的一类有机污染物的统称，主要包括甲醛、苯、二甲苯、氨气、乙二醇、酯类等物质。作为形成PM2.5及O3的重要组分，VOC对人民群众的身体健康具有严重威胁，VOC污染已然成为困扰我国环境治理的新问题。我国也逐渐开始重视对VOC的管控，环保部已将VOC排放列入打赢蓝天保卫战新三年作战计划，VOC的监测、治理已经晋级成为当下“保卫蓝天”的重点任务。相关技术中，我国采用便携式FID/FPD和红外相机的监测方法进行VOC监测监控，工作量繁重、费时费力；以一般规模的炼油厂为例，监测点数达到几十万，监测费用接近千万级别。此外，累加方式存在较大的系统误差，不能准确反映某个工厂或区域的VOC的排放总量。由于存在上述问题，现有监测方法难以有效实施。
技术实现思路
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统。根据本申请的实施例，提供一种通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统，包括：光谱仪、卫星平台和地面站；所述光谱仪包括：光学系统、电子成像系统和定标系统；所述光学系统用于收集地球大气的散射光辐射；所述电子成像系统用于将光辐射转换为光谱信息；所述定标系统用于对所述光学系统进行辐射定标，以监测所述光学系统的各光学部件的工作情况；所述卫星平台用于搭载所述光谱仪，并将所述光谱仪收集的光谱信息传输到所述地面站；所述地面站用于接收并处理光谱信息，根据光谱信息获得挥发性有机化合物浓度的分布数据。进一步地，所述光学系统包括前置望远系统、准直镜组、成像镜组；所述前置望远系统设置与所述准直镜组的一端连接，所述前置望远系统设置与所述准直镜组之间设置有反射镜；所述准直镜组的另一端与所述成像镜组连接，所述所述准直镜组与所述成像镜组之间设置有折叠镜和可调滤光器。进一步地，所述前置望远系统包括遮光罩、主框架、望远镜；所述望远镜和所述遮光罩均设置在所述主框架的一侧；所述望远镜固定在所述主框架上，所述遮光罩设置在所述望远镜周围；所述反射镜设置在所述主框架的另一侧；所述准直镜的一端与所述反射镜连接，所述准直镜的另一端与所述折叠镜的一端连接；所述折叠镜的另一端依次连接所述可调滤光器、所述成像镜组。进一步地，所述光学系统包括中继系统；所述中继系统设置在所述前置望远系统的前端；所述中继系统包括：视场光阑、中继反射镜、中继镜头、分色片；光辐射从所述视场光阑处入射，经所述中继反射镜反射后发生光路转折并形成聚焦光束，经过所述分色片后进入所述前置望远系统。进一步地，所述电子成像系统包括光电转换模块、A/D转换模块、处理器；所述光电转换模块用于将所述光学系统收集的光辐射转换为电信号；所述A/D转换模块用于将电信号转换为数字信号；处理器用于将数字信号处理为光谱信息。进一步地，所述处理器中集成有时序模块、象元模块、主控模块；所述时序模块用于产生光谱读写时序，所述象元模块用于接收所述A/D转换模块产生的数字信号，同时根据所述主控模块设置的参数，将读取的数据逐点累加形成数字像元；所有象元的集合形成光谱信息。进一步地，所述主控模块设置的参数为可变参数，该参数根据光谱信号的强弱自动调整，或者根据接收到的所述地面站发来的指令进行调整设置。进一步地，所述定标系统包括步进电机、漫反射板和光耦定位板；所述步进电机用于驱动所述漫反射板旋转，改变所述漫反射板的角度，从而使调整所述光谱仪的工作模式；所述光耦定位板用于配合所述步进电机，精确定位所述漫反射板的位置。进一步地，所述定标系统还包括转台和轴承；所述漫反射板固定在所述转台的底部；所述步进电机驱动所述轴承旋转，从而带动所述转台转动；所述转台的旋转轴上还设置有涡卷弹簧，用于在所述步进电机失效时将所述转台复位。进一步地，所述地面站包括接收天线、上位机和下位机；所述接收天线采用卫星接收天线；所述上位机用于接收光谱信息，并将光谱信息分发到下位机，还提供参数设置的人机交互界面，并向所述卫星平台发送参数；所述下位机用于接收上位机分发的光谱信息，并对光谱信息进行处理。本申请的实施例提供的技术方案具备以下有益效果：本方案采用小型遥感监测卫星监测VOC的浓度分布情况，具有准确、高效和及时性强的特点，可大幅度降低监测费用和工作量，提高及时性，一颗卫星可完成上百家企业的VOC排放的监测，节省大量监测费用，同时满足国家对VOC排放总量控制的要求。应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。附图说明此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。图1是根据一示例性实施例示出的一种通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统框图。图2是根据一示例性实施例示出的一种卫星平台的总体设计方案。图3是根据一示例性实施例示出的一种光谱仪的光学系统光路图。图4是根据一示例性实施例示出的一种光谱仪的光学系统结构图。具体实施方式这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的方法和装置的例子。图1是根据一示例性实施例示出的一种通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统，包括：光谱仪、卫星平台和地面站；所述光谱仪包括：光学系统、电子成像系统和定标系统；所述光学系统用于收集地球大气的散射光辐射；所述电子成像系统用于将光辐射转换为光谱信息；所述定标系统用于对所述光学系统进行辐射定标，以监测所述光学系统的各光学部件的工作情况；所述卫星平台用于搭载所述光谱仪，并将所述光谱仪收集的光谱信息传输到所述地面站；所述地面站用于接收并处理光谱信息，根据光谱信息获得挥发性有机化合物浓度的分布数据。本方案采用小型遥感监测卫星监测VOC的浓度分布情况，具有准确、高效和及时性强的特点，可大幅度降低监测费用和工作量，提高及时性，一颗卫星可完成上百本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统，其特征在于，包括：光谱仪、卫星平台和地面站；/n所述光谱仪包括：光学系统、电子成像系统和定标系统；所述光学系统用于收集地球大气的散射光辐射；所述电子成像系统用于将光辐射转换为光谱信息；所述定标系统用于对所述光学系统进行辐射定标，以监测所述光学系统的各光学部件的工作情况；/n所述卫星平台用于搭载所述光谱仪，并将所述光谱仪收集的光谱信息传输到所述地面站；所述地面站用于接收并处理光谱信息，根据光谱信息获得挥发性有机化合物浓度的分布数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统，其特征在于，包括：光谱仪、卫星平台和地面站；
所述光谱仪包括：光学系统、电子成像系统和定标系统；所述光学系统用于收集地球大气的散射光辐射；所述电子成像系统用于将光辐射转换为光谱信息；所述定标系统用于对所述光学系统进行辐射定标，以监测所述光学系统的各光学部件的工作情况；
所述卫星平台用于搭载所述光谱仪，并将所述光谱仪收集的光谱信息传输到所述地面站；所述地面站用于接收并处理光谱信息，根据光谱信息获得挥发性有机化合物浓度的分布数据。


2.根据权利要求1所述的通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统，其特征在于：所述光学系统包括前置望远系统、准直镜组、成像镜组；
所述前置望远系统设置与所述准直镜组的一端连接，所述前置望远系统设置与所述准直镜组之间设置有反射镜；
所述准直镜组的另一端与所述成像镜组连接，所述所述准直镜组与所述成像镜组之间设置有折叠镜和可调滤光器。


3.根据权利要求2所述的通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统，其特征在于：所述前置望远系统包括遮光罩、主框架、望远镜；
所述望远镜和所述遮光罩均设置在所述主框架的一侧；所述望远镜固定在所述主框架上，所述遮光罩设置在所述望远镜周围；所述反射镜设置在所述主框架的另一侧；
所述准直镜的一端与所述反射镜连接，所述准直镜的另一端与所述折叠镜的一端连接；所述折叠镜的另一端依次连接所述可调滤光器、所述成像镜组。


4.根据权利要求2所述的通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统，其特征在于：所述光学系统包括中继系统；所述中继系统设置在所述前置望远系统的前端；
所述中继系统包括：视场光阑、中继反射镜、中继镜头、分色片；光辐射从所述视场光阑处入射，经所述中继反射镜反射后发生光路转折并形成聚焦光束，经过所述分色片后进入所述前置望远系统。


5.根据权利要求1-5任一项所述的通过遥感卫星检测挥发性有机化合物浓度的系统，其特征在于：所述电子成像系...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖敏，
申请(专利权)人：肖敏，
类型：发明
国别省市：新疆;65