[实用新型]基于定点不同高度下大气成分同步检测系统

说明书

本实用新型涉及基于定点不同高度下大气成分同步检测系统，包括：无人机组合单元，由至少两台无人机组成；控制主机；信息数据库，存储信息传输单元发送至控制主机的数据信息；监视器，实时显示监测点同一时段的大气成分信息并进行预警或警告；控制主机与多台无人机双向通讯，控制主机与信息数据库双向通讯，控制主机的输出端与监视器的输入端相连。本实用新型能够有效弥补目前PM2.5浓度缺乏在同一时间维度下垂直监测手段的不足，为大气环境监测提供一种机动、高效、低成本的大气污染和环境探测新途径，对雾霾监测和成因研究、治理意义重大。

技术领域

本实用新型涉及环境监测技术领域，尤其是一种基于定点不同高度下大气成分同步检测系统。

背景技术

随着全球经济的不断发展，工业和生活污染物的大气排放总量不断增加、范围持续扩大，雾霾现象日趋严重。细颗粒物指环境空气中空气动力学当量直径小于等于2.5微米的颗粒物，它能较长时间悬浮于空气中，其在空气中含量浓度越高，就代表空气污染越严重。根据已有的研究资料表明，PM2.5浓度分布与大气逆温层、大气湍流等有关，且随着高度的增加有所变化。此外，随着城市的现代化发展，高层建筑的不断涌现使人们的活动范围逐渐由单一平面发展到近地层空间，空气污染物在近地层不同高度的垂直分布特征与公共健康紧密相关，获取近地层空间大气成分也是分析大气污染源一种重要的手段。

现有的多旋翼无人机系统对监测区域进行垂直飞行，同步采集影像数据、PM2.5数据和温度、湿度、气压，地面站通过远程无线传输方式接收数据，通过对探测数据的订正和拟合处理，获得不同高度的PM2.5浓度分布曲线、大气能见度垂直分布曲线。该种方法的缺陷在于单台无人机在一个时间只能检测到该高度下的大气成分，在另一高度时就是另外一个时间点，由于大气时刻都在流动变换，即使在同一高度，不同时间点的大气成分也是有一定的变化，特别是在发生大气污染情况下，该种测试的失真情况更为严重。因此，在同一时间维度下，不同高度的大气成分检测，该种技术方案就无法做到。而对于大气成分检测，大气污染预警、预防，在同一时间维度下，不同高度的大气成分检测尤为重要，以上问题亟待解决。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够机动灵活的探测同一时间维度下，低空PM2.5和相关大气参数垂直分布数据，提升对雾霾分布状况的综合监测能力和成因分析能力，为雾霾治理提供新型监测手段和数理依据的基于定点不同高度下大气成分同步检测系统。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种基于定点不同高度下大气成分同步检测系统，包括：

无人机组合单元，由至少两台无人机组成，实现多台无人机同时悬浮在同一竖直线上的不同高度，并对大气成分进行监测；

控制主机，接收信息传输单元发出的大气成分、温度、光照及视频可见度信息，并把该信息存储到信息数据库，对所获得的数据信息进行分析，获得PM2.5与高度、温度、辐照度之间的相关关系；获得能见度垂直分布数据，绘制低空PM2.5和大气能见度垂直分布曲线，结合当时气象条件进行不同高度雾霾影响程度分析；把所分析的大气成分的实时数据信息与历史数据相比对，得出当前时空下大气成分参数；

信息数据库，存储信息传输单元发送至控制主机的数据信息；

监视器，实时显示监测点同一时段的大气成分信息并进行预警或警告；

所述控制主机与无人机组合单元内的多台无人机双向通讯，控制主机与信息数据库双向通讯，控制主机的输出端与监视器的输入端相连。

所述无人机上安装有：

定位单元，由水平位置定位器和竖直位置定位器组成；

大气成分检测单元，由大气成分传感器、温度传感器、光照传感器及视频传感器组成；

信息传输单元，采用GPRS模块；