[发明专利]一种卫星和地面结合测量碳值的地面装置

说明书

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。

技术领域

本发明涉及卫星遥感技术领域，具体涉及一种卫星和地面结合测量碳值的地面装置。

背景技术

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。

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。

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。

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。

目前主要有两类碳值测量方案。

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。

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。

因此，本领域中需要改进的碳值测量技术方案。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种卫星和地面结合测量碳值的地面装置，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；以及

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。