一种卫星和地面结合测量碳值的地面装置制造方法及图纸

公开了一种卫星和地面结合测量碳值的地面装置，包括：至少一个云台，其能够调整其上安装的设备的对空方向；至少一个激光发射器，其安装在云台上；控制单元，其被配置为：响应于一个卫星即将过顶，指令所述至少一个云台调整所述至少一个激光发射器的对空方向，使所述至少一个激光发射器指向该卫星，并指令所述至少一个激光发射器发射激光。该装置能够方便地用于实现卫星和地面结合测量碳值的技术方案，从而大幅提高碳值测量精度、降低成本，并提高测量覆盖度。覆盖度。覆盖度。

【技术实现步骤摘要】
一种卫星和地面结合测量碳值的地面装置


[0001]本技术涉及卫星遥感
，具体涉及一种卫星和地面结合测量碳值的地面装置。

技术介绍

[0002]全球变暖会带来显著的气候变化，在造成干旱和洪涝的同时也会引发粮食安全危机，科学界的研究表明，地表温度每上升1℃，粮食产量会下降17％。全球变暖还会导致冰川融化和海平面上升，地表温度每上升1.7℃，海平面将上升 30厘米，而全球超过一半的人口居住在海岸线200公里以内，这意味着他们都是潜在的受害者。
[0003]过去100年，人类活动导致地表温度增加了1.1℃，现在的地球比过去几万年的任何时期都要热，大气中的二氧化碳含量达到了有史以来的最高值。在全球变暖的背景下，碳中和已成为全球科学家和政治家的共识，它是保护人类生存环境的必备政策。
[0004]碳值是碳中和及碳达峰工程中的最关键的度量指标。这里的“碳值”可以是指大气中二氧化碳(CO2)的浓度，也可以指大气中以二氧化碳为代表的若干种主要温室气体的综合浓度。除二氧化碳(CO2)之外，所述主要温室气体例如有甲烷(CH4)，氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟化碳(PFCs) 和六氟化硫(SF6)。这些温室气体的排放将会导致温室效应，对地球的生存环境造成严重影响。其他温室气体，根据官方的当量表，均可以转化为二氧化碳的当量值，比如甲烷相对于二氧化碳(25:1)。因此下文中提到的碳值，可以是指将上述温室气体按当量表转化为二氧化碳后得出的浓度值。
[0005]由于碳中和的目标是全球性的，而非局部和单点的，因此需要相对实时地测量碳值在某个国家、某个区域乃至全球的分布情况。因此，利用卫星从地球外部测量碳值是一种非常科学和全局性的手段和方法。
[0006]目前主要有两类碳值测量方案。
[0007]1.地面测量方案，除传统的气体传感器(如电化学气体传感器、PID气体传感器等)外，主要包括利用激光光谱技术的方案。在这种方案中，激光发射和接收装置都在地面上且相距一段距离，这种技术方案局部测量精度高，但是覆盖度不够，不适合大区域部署和监测，并且部分场地凸凹不平，不适合展开地对地监测。
[0008]2.卫星测量方案。通过卫星的多光谱相机实时拍摄，监测云层下二氧化碳等气体浓度，来测算当前的碳值分布。这种方法覆盖广，实时性高，随着卫星分布越来越广，覆盖度会进一步提升。但这类方案由于无发射源，而是利用较低的自然反射光功率，信号量不足，因此其弊端在于准确性较低，且容易受到天气、其他协同气体等影响。此外，为确保适当的光谱覆盖度和分辨率，涉及相机成本的增加，使得多光谱相机十分昂贵。
[0009]因此，本领域中需要改进的碳值测量技术方案。

技术实现思路

[0010]根据本技术的实施例，提供了一种卫星和地面结合测量碳值的地面装置，其
特征在于，包括：
[0011]至少一个云台，其能够调整其上安装的设备的对空方向；
[0012]至少一个激光发射器，其安装在云台上；以及
[0013]控制单元，其被配置为：响应于一个卫星即将过顶，指令所述至少一个云台调整所述至少一个激光发射器的对空方向，使所述至少一个激光发射器指向该卫星，并指令所述至少一个激光发射器发射激光。
[0014]根据本技术的实施例的卫星和地面结合测量碳值的地面装置能够方便地用于实现卫星和地面结合测量碳值的技术方案，与现有的无发射源的卫星测量方案相比，该技术方案大幅提高了光功率和信号量，而且可以使激光的光谱范围更为集中，因此大幅提高了碳值测量的准确性和精度，测量精度通常可以提高一个数量级。同时，可以在卫星上使用能够感知激光的低成本的多光谱相机，与现有的使用昂贵的多光谱相比或其他复杂的测碳装置的卫星测量方案相比，大幅降低了相机和卫星的成本。此外，与现有的地面测量方案相比，该技术方案可以大幅提高碳测量的覆盖度，且不受具体地形等的限制，因此适合于在诸如一个国家、一个区域或全球的大区域部署和监测，从而能够为全球碳中和及碳达峰工程提供更有力的技术保障和支持。
附图说明
[0015]图1示出了示出了根据本技术的实施例的卫星和地面结合测量碳值的技术方案的整体结构示意图。
[0016]图2示出了根据本技术的实施例的卫星和地面结合测量碳值的地面装置。
具体实施方式
[0017]下面参照附图详细描述本技术的实施例。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属
的技术人员更全面地了解本技术。但是，对于所属
内的技术人员明显的是，本技术的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本技术并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本技术，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
[0018]现参照图1，其示出了根据本技术的实施例的卫星和地面结合测量碳值的技术方案的整体结构示意图。
[0019]如图1中所示，该技术方案包括：地面控制和计算系统110，一个或多个卫星120，以及一个或多个根据本技术的实施例的地面装置130。
[0020]所述地面控制和计算系统110例如可以为计算机系统，其与一个或多个卫星120通信连接。每个卫星120上可安装有多光谱相机。
[0021]所述地面控制和计算系统110还与一个或多个根据本技术的实施例的地面装置130通信连接。
[0022]所述地面控制和计算系统110可被配置为：
[0023]接收所述一个或多个地面装置130的位置信息；
[0024]将所述一个或多个地面装置130的位置信息分别发送给所述一个或多个卫星120，使得所述一个或多个卫星120在过顶所述一个或多个地面装置130 时能够将多光谱相机对准所述一个或多个地面装置130，并收集由所述一个或多个地面装置130的至少一个激光发射器发射的激光的光谱数据，以及接收来自所述一个或多个卫星120的光谱数据；以及
[0025]根据所述光谱数据，计算对应于所述一个或多个卫星120的轨道高度和所述一个或多个地面装置130的位置的实时碳值。
[0026]在一些实施例中，所述地面控制和计算系统110还被配置为：
[0027]获得所述一个或多个卫星10的轨道信息；以及
[0028]将所述一个或多个卫星的轨道信息分别发送给所述一个或多个地面装置 130，使得所述一个或多个地面装置130能够分别在所述一个或多个卫星120过顶时将所述至少一个激光发射器指向所述一个或多个卫星120并发射激光。
[0029]在一些实施例中，所述地面控制和计算系统110通过卫星地面站与一个或多个卫星120通信连接，例如，从卫星地面站接收来自所述一个或多个卫星的数据，并通过卫星地面站向所述一个或多个卫星发送指令。
[0030]在另一些实施例中，所述地面控制和计算系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卫星和地面结合测量碳值的地面装置，其特征在于，包括：至少一个云台，其能够调整其上安装的设备的对空方向；至少一个激光发射器，其安装在云台上；控制单元，其被配置为：响应于一个卫星即将过顶，指令所述至少一个云台调整所述至少一个激光发射器的对空方向，使所述至少一个激光发射器指向该卫星，并指令所述至少一个激光发射器发射激光。2.根据权利要求1所述的地面装置，其特征在于，还包括：通信单元，其与地面控制和计算系统通信连接，该地面控制和计算系统与一个或多个卫星通信连接；该通信单元被配置为：将该地面装置的位置信息通过所述地面控制和计算机系统传送给所述一个或多个卫星，以便所述一个或多个卫星在过顶该地面装置时收集所述至少一个激光发射器发射的激光的光谱数据。3.根据权利要求2所述的地面装置，其特征在于，所述通信单元还被配置为：接收来自所述地面控制和计算系统的所述一个或多个卫星的轨道信息，从而所述控制单元能够根据所述一个或多个卫星的轨道信息判断是否有卫星即将过顶。4.根据权利要求1所述的地面装置，其特征在于，所述至少一个激光发射器包括一个主激光发射器和一个从激光发射器，两者之间的距离大于卫星在地面的分辨率，主激光发射器的发射功率大于从激光发射器的发射功率，其发射光谱范围包括待测气体的光谱范围，从激光发射器的发射功率大于周边环境光的功率，其发射光谱范围包括周边可能含有的气体的光谱范围。5.根据权利要求4所述的地面装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：申世安，孙文明，
申请(专利权)人：北京劢亚科技有限公司，
类型：新型
国别省市：