[发明专利]一种大气综合垂直测量系统

说明书

本发明公开了一种大气综合垂直测量系统，其特征在于，包括：大气环境监测仪，其用于实时监测空气环境中主要污染物的浓度、温湿度和大气压力；无人机平台，其上搭载大气环境监测仪，用于按照规划航线进行飞行，并根据无人机飞行姿态反演空中风速风向；地面控制站，其与无人机平台和大气环境监测仪通信连接，用于监测和控制无人机的飞行过程和飞行轨迹，并对大气环境监测仪进行操作控制和状态显示。本发明的有益效果：融监测、预警、空间数据采集、远程指挥控制于一体，实现大气基础气象要素和常见大气污染物等的垂直空间实时测量及数据传输，可广泛应用于日常环境污染源三维解析，污染天气的监测、预警，空气污染源快速锁定等。

技术领域

本发明涉及大气测量技术领域，具体而言，涉及一种大气综合垂直测量系统。

背景技术

随着国民经济和社会的快速发展，环境污染尤其是空气污染对社会经济和人民生活的影响日益加剧，空气严重污染事件的增多对农业、水资源、交通、能源、粮食和国防等安全保障带来了极大的威胁。人们对于环境污染整治的呼声越来越高，环境质量的改善面临的压力也越来越大。因此，如何有效的监测、预警极端污染性天气成为了一项重大任务。

近几年来,我国在环境监测领域投入了大量的人力、物力和财力，在环境监测监控系统、环境应急系统等软硬件建设方面做出了探索和努力。由于现有的环境监测系统限于设备条件等约束，环境监测长期滞后于环境管理发展的需求，环境监测管理相对薄弱，其本身仍存在网络体系不完善、技术装备能力不足、技术与方法不完备等一系列问题。传统的自动监测方法建设维护成本过高，难以大面积推广，对于人员难以涉足的区域无法进行迅速可靠地监测，例如废气排放企业的黑烟囱，手持人工检测仪的环境监测人员难以到达高空进行监测。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种融监测、预警、空间数据采集、远程指挥控制功能于一体的大气综合垂直测量系统。

本发明提供了一种大气综合垂直测量系统，包括：

大气环境监测仪，其用于实时监测空气环境中污染物的浓度、温湿度和大气压力；

无人机平台，其上搭载所述大气环境监测仪，用于按照规划航线进行飞行，并根据无人机平台高空中飞行姿态，反演高空中风速风向；

地面控制站，其与所述无人机平台和所述大气环境监测仪通信连接，用于监测和控制无人机的飞行过程和飞行轨迹，并对所述大气环境监测仪进行操作控制和状态显示。

作为本发明进一步的改进，所述大气环境监测仪包括壳体，所述壳体外部设有若干与气体泵相连的进气通道，所述壳体内部设有单片机电路系统以及与所述单片机电路系统连接的用于测量颗粒物PM2.5和PM10质量浓度的颗粒物传感器、用于检测SO₂、O₃、NO₂、和CO气体浓度的四个电化学气体传感器、用于检测CO₂气体浓度的CO₂气体传感器、用于测量环境温度和相对湿度的温湿度传感器和用于测量大气压力的大气压力传感器。

作为本发明进一步的改进，所述单片机电路系统包括电路板，所述电路板上设置由单片机以及与所述单片机连接的启动电路、输入电路、A/D转换电路、放大电路、输出电路、供电电路和通信电路，所述颗粒物传感器、四个所述电化学气体传感器、所述CO₂气体传感器、所述温湿度传感器和所述大气压力传感器均安装在所述电路板上。

作为本发明进一步的改进，所述颗粒物传感器包括第一塑料外壳和PCB板，所述第一塑料外壳内部设置图像传感器、红外发射LED、放大器和编码器，所述图像传感器和所述红外发射LED光轴相交，所述图像传感器的顶部金属屏蔽层与所述第一塑料外壳相连，所述图像传感器的底部金属屏蔽层焊接在所述PCB板上。