CN112711036B - 一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统 - Google Patents

一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统 Download PDF

Info

Publication number
CN112711036B
CN112711036B CN202011538161.8A CN202011538161A CN112711036B CN 112711036 B CN112711036 B CN 112711036B CN 202011538161 A CN202011538161 A CN 202011538161A CN 112711036 B CN112711036 B CN 112711036B
Authority
CN
China
Prior art keywords
data
aerosol
monitoring
vehicle
module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202011538161.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112711036A (zh
Inventor
许丽人
蔡军
赵一鸣
商雅楠
李鲲
孙海洋
王胜国
李咸宁
刘羿
胡涛涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Institute Of Applied Meteorology
Beijing Research Institute of Telemetry
Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co Ltd
Original Assignee
Beijing Institute Of Applied Meteorology
Beijing Research Institute of Telemetry
Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Institute Of Applied Meteorology, Beijing Research Institute of Telemetry, Aerospace Long March Launch Vehicle Technology Co Ltd filed Critical Beijing Institute Of Applied Meteorology
Priority to CN202011538161.8A priority Critical patent/CN112711036B/zh
Publication of CN112711036A publication Critical patent/CN112711036A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112711036B publication Critical patent/CN112711036B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/95—Lidar systems specially adapted for specific applications for meteorological use
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00—Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02—Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/86—Combinations of lidar systems with systems other than lidar, radar or sonar, e.g. with direction finders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/13—Receivers
    • G01S19/24—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system
    • G01S19/25—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS
    • G01S19/256—Acquisition or tracking or demodulation of signals transmitted by the system involving aiding data received from a cooperating element, e.g. assisted GPS relating to timing, e.g. time of week, code phase, timing offset
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4972—Alignment of sensor
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation

Abstract

本发明提供一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，包括气溶胶实时测量硬件系统和软件系统，气溶胶实时测量硬件系统包括移动气溶胶探测载车、大气探测激光雷达、太阳光度计、粒子计数器、地面气象观测子系统、数据综合处理及交互子系统和载车监控子系统，软件系统包括设备实时监控模块、系统运行调度模块、设备远程控制模块、指挥调度与通讯模块、监控信息显示与交互模块、设备收集模块和多源数据本地存储管理模块。本发明采用车载平台，原位测量与遥感探测相补充、主动探测与被动探测相结合，实现对流层大气各层组成物质的垂直分辨，获取大气气溶胶、沙尘、水云、冰云等不同类型目标的时空演化过程及内部信息，数据实时可靠。

Description

一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统
技术领域
本发明涉及测量、测试技术领域，具体涉及一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统。
背景技术
大气气溶胶和云在全球气候和环境变化过程中扮演重要的角色，对地球-大气-海洋之间的辐射收支平衡有重要的影响，近年来引起科学界和国际社会的普遍关注。目前人们对于气溶胶的气候效应、环境影响的科学认知度仍比较低，其重要原因是缺乏大气气溶胶的微物理与光学特性观测的基础数据，特别是气溶胶的垂直分布信息。
激光雷达是一种有效的大气探测技术，能够实现对大气气溶胶和云的高精度、高时空分辨率的连续观测，在国内外大气和环境科学领域都得到了广泛的应用。如美国国家航空航天局(NASA)资助建立了全球微脉冲激光雷达网(MPLNET)，用于监测云和气溶胶的垂直分布以及校验卫星遥感数据；欧洲十一国也联合组建了激光雷达网 (EARLINET)，用于欧洲大气颗粒物的输送特征、辐射效应和气候变化等方面的分析研究；国际全球大气化学计划在组织建立了亚洲雷达观测网，用于监测该地区的沙尘气溶胶，并研究其光学及输送特征。近年来，北京遥测技术研究所正在依托国家民用空间基础设施定标场网项目在全国十个城市站点地区建立星载激光雷达载荷的地面激光雷达定标观测网，开展长期的区域大气立体观测。但激光雷达站点的布设密度毕竟有限，受地域和站点数量的局限，只能在特定区域宏观上反映区域大气气溶胶传输扩散情况。
为弥补地基定点探测空间覆盖不足的缺陷，国内外已开展了多项基于不同搭载平台的激光雷达探测技术的研究，使大气参数的探测范围从局地单点扩大到了区域乃至全球。近年来，为了满足环境研究的需求，实现区域气溶胶分布的三维立体探测，激光雷达的搭载平台也从单一的地基平台逐渐扩展到了车载、船载、机载和星载等多种平台。由于具有机动性高的特点，国内外已有不少以车辆作为搭载平台的激光雷达系统的研究与报道。如Porter等利用车载激光雷达系统对夏威夷的基拉韦厄火山烟羽的输送进行了研究；张寅超和汪少林等利用车载激光雷达系统实现了对大气气溶胶、SO2、NO2和O3四种大气污染物的同时监测；Wojcik等利用多波长的车载扫描激光雷达对农业活动产生的颗粒物的排放量进行了估算。对于激光雷达与其他被动仪器结合探测的研究，2008年，Michael等结合多波长扫描激光雷达和光学粒子计数器等对农业活动中产生的移动排放源进行了通量测量。
而在人工影响天气领域，传统的手段主要包括地面燃烧催化剂，高炮增雨防雹作业，发射火箭弹释放催化剂，运输机装载焰条燃烧播撒催化剂等，然而上述手段都或多或少的存在各种问题。在作业前无法对实际作业区域进行有效评估，属于盲目作业手段，效率低、见效慢、准确性低。在局部环境气象保障领域，传统的局部探测预报手段主要包括无线电探空仪、X波段天气雷达、风廓线雷达等微波雷达和 CCTV广播，对局部气象保障的精细化水平还有待提高。通过激光雷达对人工影响天气作业区域评估和局部气象保障在国内外资料均未见报道。
鉴于此，研制一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，对人工影响天气作业前视判别和作业效能评估有着重要意义。同时，在局部环境监测方面，有助于局部气象保障精细化水平的提高以及对局部影响较大的灾害性天气的机动监测能力，满足战区气象水文保障队和局部环境机动气象保障以及局部区域人工影响天气保障等任务需求。
发明内容
本发明是为了解决气溶胶监测精细化水平低的问题，提供一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，利用气溶胶探测激光雷达的实测大气参数、大气模式和激光发射参数进行强激光大气传输效果评估；利用太阳光度计实现大气光学厚度等信息获取，并对气溶胶探测激光雷达进行数据标定；利用粒子计数器获取近地面不同尺寸粒子的浓度分布；利用地面气象仪获取近地面气象参数(温度、湿度、气压、风速、风向等)；利用北斗定位系统，在野外工作时可以实现全天候、全天时、高精度的实时定位；通过远程控制台设置系统主要工作参数并监视系统工作状态和主要测量信息；利用军队普通密码科研资质的数据密钥模块，实现实时、准实时/事后信息加密交换。最终实现多手段气象仪器数据交互和综合控制，多种类数据标定联合反演的设计目标。
本发明提供一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，包括连接的气溶胶实时测量硬件系统和软件系统；
气溶胶实时测量硬件系统包括移动气溶胶探测载车，可移动的设置在移动气溶胶探测载车内的大气探测激光雷达、太阳光度计、粒子计数器、地面气象观测子系统，设置在移动气溶胶探测载车内的数据综合处理及交互子系统和包括北斗定位系统的载车监控子系统；
移动气溶胶探测载车用于搭载大气探测激光雷达、太阳光度计、粒子计数器、地面气象观测子系统、数据综合处理及交互子系统和载车监控子系统进行移动气溶胶探测；大气探测激光雷达用于获取目标区域气溶胶光学参数；太阳光度计用于获取目标区域太阳背景辐射数据及大气气溶胶光学厚度；粒子计数器用于获取近地面大气气溶胶颗粒的粒径及分布；地面气象观测子系统用于进行近地面气象参数实时测量和显示；数据综合处理及交互子系统用于数据传输及处理；载车监控子系统用于本地和远程实时监控车内外场景及安全状态及提供报警信息。
本发明所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，作为优选方式，
软件系统包括设备实时监控模块、系统运行调度模块、设备远程控制模块、指挥调度与通讯模块、监控信息显示与交互模块、设备收集模块和多源数据本地存储管理模块；
设备实时监控模块用于接收大气探测激光雷达、太阳光度计、粒子计数器和地面气象仪观测子系统的状态信息、连接状态和设备运行状态并进行实时监控；
系统运行调度模块用于进行气溶胶实时测量硬件系统的任务队列管理和任务按需调度，任务队列管理和任务按需调度为按照既定的时间和事件策略进行执行操作或者通过人工干预的方式实时执行；
设备远程控制模块用于通过内网远程运行客户端对大气探测激光雷达、太阳光度计、粒子计数器和地面气象仪观测子系统进行远程操作与控制，操作与控制包括电源通/断的远程控制、工作状态的控制、观测模式切换和在线参数测试，工作状态的控制包括故障复位；
指挥调度与通讯模块用于将移动气溶胶监测车内外的实时视频信息、气象要素信息、北斗定位信息等通过卫星、有线、无线局域网等通信手段上传至指挥中心，便于指挥中心做出指挥决策；
监控信息显示与交互模块用于对大气探测激光雷达、太阳光度计、粒子计数器和地面气象仪观测子系统的监控信息以及移动气溶胶监测车内外的实时视频画面进行显示并提供交互界面供业务人员进行监控信息的查询与统计分析；
设备数据收集模块用于自动收集大气探测激光雷达、太阳光度计、粒子计数器和地面气象仪观测子系统的实况资料以为机动人影保障提供多源数据支撑；设备数据收集模块使用车载局域网文件共享方式通过设计定时数据查询自动收集实况材料；
多源数据本地存储管理模块用于将观测数据、监测预报产品、设备状态信息和日志记录数据进行存储和管理以建立气象水文信息综合数据库，多源数据本地存储管理模块用于对系统生成的中间数据集按照日期、类别、要素等进行分类存储管理并通过管理配置参数灵活对存储数据类型、定时更新步长、存储时间等进行修改和更新。
本发明所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，作为优选方式，移动气溶胶探测载车由前至后包括驾驶室、工作室和附件室；工作室中设置有密闭隔热的隔断舱，大气探测激光雷达通过减震支架安装在隔断舱的侧滑机构上，隔断舱顶部对应大气探测激光雷达的位置设置光石英窗口和电控防护雷达天线盖，大气探测激光雷达通过光石英窗口进行垂直定点测量。
本发明所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，作为优选方式，侧滑机构为液压电动升降杆，减震支架为车用无谐振峰隔振器，减震支架安装E型减振器，移动气溶胶探测载车车舱内地板下预埋底部减震器；
工作室设置有标准机柜，数据交互处理子系统和载车监控子系统安装在标准机柜的机箱中；
工作室包括原车空调和独立式顶置空调，工作室内安装有静电球、摄像头、工作台、储物柜；
附件室设置有车后门，附件室安装有备胎及配电箱；
移动气溶胶探测载车内设置有利用车辆发动机安装的取力发电机，移动气溶胶探测载车的车顶安装有石英玻璃框架、雨刷器、防雨罩、报警灯及顶部扶架。
本发明所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，作为优选方式，
大气探测激光雷达为多波长拉曼偏振大气探测激光雷达；
大气探测激光雷达包括激光发射机，设置在激光发射机一侧的光学接收天线，与光学接收天线相连的中继光学系统，与激光发射机连接的二维扫描转台，与激光发射机、光学接收天线、中继光学系统和二位扫描转台均电连接的综合控制及信号处理单元和供电单元；
激光发射机用于向大气发射355nm激光、532nm激光和1064nm 激光；光学接收天线用于接收大气目标散射回来的回波光信号；中继光学系统根据大气目标与激光作用机制对回波光信号进行分光处理并转换为电信号；综合控制及信号处理单元用于控制激光发射机发光与中继光学系统信号采集之间的时序，并对电信号进行采集及处理；供电单元用于对激光发射机、光学接收天线、中继光学系统、二位扫描转台和综合控制及信号处理单进行供电；
光学接收天线和中继光学系统均包括弹性散射通道和拉曼通道，弹性散射通道包括355nm平行通道、355nm垂直通道，532nm平行通道、532nm垂直通道和1064nm通道，拉曼通道包括386nm通道、407nm通道和607nm通道；
大气探测激光雷达用于获取目标区域气溶胶弹性散射通道及拉曼通道激光雷达信号、实时气溶胶时空演化图及其三维空间分布，大气探测激光雷达用于获取目标区域气溶胶355nm、532nm后向散射系数、消光系数及其高度分布廓线及其三维空间分布，大气探测激光雷达用于获取目标区域气溶胶355nm、532nm偏振系数及其高度分布廓线及其三维空间分布、获取355nm、532nm的大气光学厚度廓线和获取目标区域夜间水汽混合比及其高度分布廓线。
本发明所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，作为优选方式，太阳光度计包括依次连接的用于将接收到的太阳光和天空背景辐射光进行滤光并将光信号转换为电信号的光学头，用于追踪太阳的机器人臂，与光学头、机器人臂均电连接的用于控制机器人臂位置、数据存储、数据传输的数据处理控制箱，与光学头、机器人臂和数据处理控制箱均电连接的用于长距离数据传输的数据传输线；
光学头包括依次放置的双光学瞄准镜筒、滤光片和探测器，机器人臂包括双轴步进马达，机器人臂为四象限精度跟踪且精度小于 0.1°，数据处理控制箱用来控制双轴步进马达位置、序列和工作方式；
太阳光度计用于获取目标区域不同光谱波段的太阳背景辐射数据、不同光谱段的大气气溶胶光学厚度，太阳光度计用于作为标准仪器来定标大气探测激光雷达的反演参数。
本发明所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，作为优选方式，粒子计数器包括光电测量箱、数据处理模块和独立电源模块；
光电测量箱包括光源、聚光系统、光学散射腔、光电倍增管、前放、滤波电路、抽气泵及电源和气路系统；光电测量箱使用60°散射光学系统；独立电源模块用于接收收计算机指令控制输出电压。
本发明所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，作为优选方式，地面气象观测子系统包括气象传感器、数据采集器和供电设备；
气象传感器包括以下一种或多种组合：测风传感器、温湿度传感器、气压传感器、相对湿度、降水量、电场强度和能见度仪；
气象传感器用于将来自外界的温度信号、湿度信号、气压信号、雨量信号和电场强度信号转换成电信号；数据采集器用于完成自动采集、处理、存储观测数据并处理成标准气象要素值以统一的标准数据格式和协议将气象数据、状态信息进行打包后通过有线或无线方式传送到监控终端；供电设备用于对气象传感器和数据采集器供电；
观测数据包括以下一种或多种组合：风速、风向、气温、气压、相对湿度、降水量、电场强度和能见度。
本发明所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，作为优选方式，：数据综合处理及交互子系统包括工业以太网交换机、工业串口以太网交换机、无线网络模块和画面分割器；
工业以太网交换机包括4个千兆光电复用口和12个M12千兆电口，工业以太网交换机自愈时间≤15ms、适应-40℃～+85℃的宽温工作；工业串口以太网交换机为11端口全千兆二层网管卡轨式交换机，工业串口以太网交换机包括3个千兆电口和8个RS232/485/422串口，工业串口以太网交换机支持RSTP协议，工业串口以太网交换机自愈时间≤15ms、包括VLAN、适应-40℃～+85℃的宽温工作；无线网络模块具有150Mbps下行峰值速率、有线中继；画面分割器支持单个显示单元同时显示四个高清或模拟信号，画面分割器班阔4路复合视频信号输入、4路VGA信号输入、4路HDMI信号输入、1路HDMI 和1路VGA同步输出。
本发明所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，作为优选方式，载车监控子系统包括设置在移动气溶胶探测载车内部的红外网络摄像机、设置在移动气溶胶探测载车外部的车载高清红外T型云台摄像机、视频监控主机、温湿度传感器、烟雾传感器、声光报警器和北斗定位系统。
本发明主要包含气溶胶实时测量硬件系统以及基于当地大气参数数据库模型大气透过率数据融合计算软件系统，是集云、气溶胶三维立体监测、大气传输效果评估、多类型数据互标定等功能于一体。
气溶胶实时测量硬件系统主要包括移动气溶胶探测载车、 AMPLE激光雷达、太阳光度计、粒子计数器、地面气象仪、数据综合处理及交互子系统、载车监控子系统等七部分。
基于当地大气参数数据库模型大气透过率数据融合计算软件系统由设备实时监控模块、系统运行调度模块、设备远程控制模块、指挥调度与通讯模块、监控信息显示与交互模块、设备收集模块、多源数据本地存储管理模块等七个模块组成，实现对系统内各单机的指令分发、设备状态监视、设备远程控制，多种类型观测资料的收集管理、融合处理、预报分析及综合显示，同时利用无线局域网等通信手段，将设备原始数据与处理后数据实时无线传输至指挥中心，实现监测系统与指挥中心之间的数据传输交换。
移动气溶胶监测系统的工作流程包括3个阶段：任务准备，任务执行，任务撤收。
(一)任务准备
任务准备阶段主要完成以下工作：
1)停车调平
两辆载车(改装的依维柯)停到指定位置，设置千斤顶并调平。
2)取出设备
打开顶盖，搬出太阳光度计、粒子分析仪、气象监测仪并固定。
3)系统供电
判断采用外部供电或采用载车自带取力发电机供电，经UPS后给车内设备供电。
4)设备供电
打开UPS，各设备上电。
5)系统自检
任务前，对系统、各单机主要功能进行自检，以排除可能存在的故障。
6)开启监控
在开始测量前，启动各载车的系统监控系统。
(二)任务执行
任务准备结束后，进入任务执行阶段。
任务执行阶段主要完成以下工作：
1)设备启动
分别启动一体化载车分系统设备。
2)设备工作
大气探测激光雷达、太阳光度计、粒子计数器、地面气象仪进行工作。
3)数据汇总
交换子系统中的工业以太网交换机、工业串口交换机将各设备仪器测得数据汇总。
4)数据上传
4G收发模块将汇总数据全部上传给大气参数修正软件。
5)数据处理
结合建立的逐月平均大气参数模式，根据实时观测的大气参数和当地的大气参数模式数据库推算当时的大气参数廓线。
6)参数获得
实时获得需要的大气参数。
(三)任务撤收
任务撤收阶段，主要进行以下工作：
1)关闭设备
通过软件关闭各仪器设备，关闭各设备仪器软件及大气参数修正软件。
2)设备断电
关闭各仪器设备电源。
3)收回设备
所有设备打包装箱，收回车内。
4)系统断电
把千斤顶收回，载车落地。
车内其余设备关机，关闭空调、加热器、UPS。
关闭市电或油机，整个系统断电。
5)具备转场运输状态
本发明具有以下优点：
(1)移动气溶胶监测系统采用成熟可靠的车载平台，采用原位测量与遥感探测相补充、主动探测与被动探测相结合，可实现对流层大气各层组成物质的垂直分辨，获取大气气溶胶、沙尘、水云、冰云等不同类型目标的时空演化过程及内部信息实现多种大气测量仪器的搭载和协同工作，可机动至指定任务区域展开激光发射参数进行强激光云-气溶胶传输效果评估、大气气溶胶光学厚度探测、地面气象要素观测及气溶胶颗粒物在线监测等业务工作，其实质就是一个机动式气溶胶效能评估平台，同时具备北斗授时定位系统，在野外工作时可以实现全天候、全天时、高精度的实时定位；
(2)配备数据密钥模块，可将大气光学参数测量数据和传输效果评估结果，通过无线局域网实时/延时传输到指挥中心；
(3)移动气溶胶监测系统具备实验室和野外现场标定工作能力，具备远程配置和监视功能，可通过远程控制台设置系统主要工作参数并监视系统工作状态和主要测量信息，具备一体化信息系统设备，具备实时、准实时/事后信息加密交换等功能；
(4)与现有相关技术和装备相比，本发明设计的移动气溶胶监测系统应用系统间数据可以实时互相比对矫正，在线标定，从而提高系统对大气传输参数的测量精度，保证数据的实时性和可靠性。
附图说明
图1为一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统实施例1结构框图；
图2为一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统实施例2结构框图；
图3为一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统实施例2原理框图；
图4为一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统移动气溶胶探测载车示意图；
图5为一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统移动气溶胶探测载车结构图；
图6为一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统软件信息流程图；
图7为一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统任务准备流程图；
图8为一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统执行流程图；
图9为一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统任务撤收流程图；
图10为一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统实测数据结果。
附图标记：
1、气溶胶实时测量硬件系统；11、移动气溶胶探测载车；111、驾驶室；112、工作室；1121、隔断舱；1122、顶置空调；1123、摄像头；1124、工作台；1125、储物柜；113、附件室；1131、备胎；114、报警灯；115、顶部扶架；12、大气探测激光雷达；13、太阳光度计；14、粒子计数器；15、地面气象观测子系统；16、数据综合处理及交互子系统；17、载车监控子系统；2、软件系统； 21、设备实时监控模块；22、系统运行调度模块；23、设备远程控制模块；24、指挥调度与通讯模块；25、监控信息显示与交互模块； 26、设备收集模块；27、多源数据本地存储管理模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
如图1所示，一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，包括连接的气溶胶实时测量硬件系统1和软件系统2；
气溶胶实时测量硬件系统1包括移动气溶胶探测载车11，可移动的设置在移动气溶胶探测载车11内的大气探测激光雷达12、太阳光度计13、粒子计数器14、地面气象观测子系统15，设置在移动气溶胶探测载车11内的数据综合处理及交互子系统16和包括北斗定位系统的载车监控子系统17；
移动气溶胶探测载车11用于搭载大气探测激光雷达12、太阳光度计13、粒子计数器14、地面气象观测子系统15、数据综合处理及交互子系统16和载车监控子系统17进行移动气溶胶探测；大气探测激光雷达12用于获取目标区域气溶胶光学参数；太阳光度计13用于获取目标区域太阳背景辐射数据及大气气溶胶光学厚度；粒子计数器 14用于获取近地面大气气溶胶颗粒的粒径及分布；地面气象观测子系统15用于进行近地面气象参数实时测量和显示；数据综合处理及交互子系统16用于数据传输及处理；载车监控子系统17用于本地和远程实时监控车内外场景及安全状态及提供报警信息。
实施例2
如图2-3所示，一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，包括连接的气溶胶实时测量硬件系统1和软件系统2；
气溶胶实时测量硬件系统1包括移动气溶胶探测载车11，可移动的设置在移动气溶胶探测载车11内的大气探测激光雷达12、太阳光度计13、粒子计数器14、地面气象观测子系统15，设置在移动气溶胶探测载车11内的数据综合处理及交互子系统16和包括北斗定位系统的载车监控子系统17；
移动气溶胶探测载车11用于搭载大气探测激光雷达12、太阳光度计13、粒子计数器14、地面气象观测子系统15、数据综合处理及交互子系统16和载车监控子系统17进行移动气溶胶探测；大气探测激光雷达12用于获取目标区域气溶胶光学参数；太阳光度计13用于获取目标区域太阳背景辐射数据及大气气溶胶光学厚度；粒子计数器14用于获取近地面大气气溶胶颗粒的粒径及分布；地面气象观测子系统15用于进行近地面气象参数实时测量和显示；数据综合处理及交互子系统16用于数据传输及处理；载车监控子系统17用于本地和远程实时监控车内外场景及安全状态及提供报警信息；
如图4-5所示，移动气溶胶探测载车11由前至后包括驾驶室111、工作室112和附件室113；工作室112中设置有密闭隔热的隔断舱1121，大气探测激光雷达12通过减震支架安装在隔断舱1121的侧滑机构上，隔断舱1121顶部对应大气探测激光雷达12的位置设置光石英窗口和电控防护雷达天线盖，大气探测激光雷达12通过光石英窗口进行垂直定点测量；
侧滑机构为液压电动升降杆，减震支架为车用无谐振峰隔振器，减震支架安装E型减振器，移动气溶胶探测载车11车舱内地板下预埋底部减震器；
工作室112设置有标准机柜，数据交互处理子系统16和载车监控子系统17安装在标准机柜的机箱中；
工作室112包括原车空调和独立式顶置空调1122，工作室112内安装有静电球、摄像头1123、工作台1124、储物柜1125；
附件室113设置有车后门，附件室113安装有备胎1131及配电箱；
移动气溶胶探测载车11内设置有利用车辆发动机安装的取力发电机，移动气溶胶探测载车11的车顶安装有石英玻璃框架、雨刷器、防雨罩、报警灯114及顶部扶架115；
大气探测激光雷达12为多波长拉曼偏振大气探测激光雷达；
大气探测激光雷达12包括激光发射机，设置在激光发射机一侧的光学接收天线，与光学接收天线相连的中继光学系统，与激光发射机连接的二维扫描转台，与激光发射机、光学接收天线、中继光学系统和二位扫描转台均电连接的综合控制及信号处理单元和供电单元；
激光发射机用于向大气发射355nm激光、532nm激光和1064nm 激光；光学接收天线用于接收大气目标散射回来的回波光信号；中继光学系统根据大气目标与激光作用机制对回波光信号进行分光处理并转换为电信号；综合控制及信号处理单元用于控制激光发射机发光与中继光学系统信号采集之间的时序，并对电信号进行采集及处理；供电单元用于对激光发射机、光学接收天线、中继光学系统、二位扫描转台和综合控制及信号处理单进行供电；
光学接收天线和中继光学系统均包括弹性散射通道和拉曼通道，弹性散射通道包括355nm平行通道、355nm垂直通道，532nm平行通道、532nm垂直通道和1064nm通道，拉曼通道包括386nm通道、 407nm通道和607nm通道；
大气探测激光雷达12用于获取目标区域气溶胶弹性散射通道及拉曼通道激光雷达信号、实时气溶胶时空演化图及其三维空间分布，大气探测激光雷达12用于获取目标区域气溶胶355nm、532nm后向散射系数、消光系数衰减及其高度分布廓线及其三维空间分布，大气探测激光雷达12用于获取目标区域气溶胶355nm、532nm偏振系数及其高度分布廓线及其三维空间分布、获取355nm、532nm的大气光学厚度廓线和获取目标区域夜间水汽混合比及其高度分布廓线；
太阳光度计13包括依次连接的用于将接收到的太阳光和天空背景辐射光进行滤光并将光信号转换为电信号的光学头，用于追踪太阳的机器人臂，与光学头、机器人臂均电连接的用于控制机器人臂位置、数据存储、数据传输的数据处理控制箱，与光学头、机器人臂和数据处理控制箱均电连接的用于长距离数据传输的数据传输线；
光学头包括依次放置的双光学瞄准镜筒、滤光片和探测器，机器人臂包括双轴步进马达，机器人臂为四象限精度跟踪且精度小于0.1°，数据处理控制箱用来控制双轴步进马达位置、序列和工作方式；
太阳光度计13用于获取目标区域不同光谱波段的太阳背景辐射数据、不同光谱段的大气气溶胶光学厚度，太阳光度计13用于作为标准仪器来定标大气探测激光雷达12的反演参数；
粒子计数器14包括光电测量箱、数据处理模块和独立电源模块；
光电测量箱包括光源、聚光系统、光学散射腔、光电倍增管、前放、滤波电路、抽气泵及电源和气路系统；光电测量箱使用60°散射光学系统；独立电源模块用于接收收计算机指令控制输出电压；
地面气象观测子系统15包括气象传感器、数据采集器和供电设备；
气象传感器包括以下一种或多种组合：测风传感器、温湿度传感器、气压传感器、相对湿度、降水量、电场强度和能见度仪；
气象传感器用于将来自外界的温度信号、湿度信号、气压信号、雨量信号和电场强度信号转换成电信号；数据采集器用于完成自动采集、处理、存储观测数据并处理成标准气象要素值以统一的标准数据格式和协议将气象数据、状态信息进行打包后通过有线或无线方式传送到监控终端；供电设备用于对气象传感器和数据采集器供电；
观测数据包括以下一种或多种组合：风速、风向、气温、气压、相对湿度、降水量、电场强度和能见度；
数据综合处理及交互子系统16包括工业以太网交换机、工业串口以太网交换机、无线网络模块和画面分割器；
工业以太网交换机包括4个千兆光电复用口和12个M12千兆电口，工业以太网交换机自愈时间≤15ms、适应-40℃～+85℃的宽温工作；工业串口以太网交换机为11端口全千兆二层网管卡轨式交换机，工业串口以太网交换机包括3个千兆电口和8个RS232/485/422串口，工业串口以太网交换机支持RSTP协议，工业串口以太网交换机自愈时间≤15ms、包括VLAN、适应-40℃～+85℃的宽温工作；无线网络模块具有150Mbps下行峰值速率、有线中继；画面分割器支持单个显示单元同时显示四个高清或模拟信号，画面分割器班阔4路复合视频信号输入、4路VGA信号输入、4路HDMI信号输入、1路HDMI 和1路VGA同步输出；
载车监控子系统17包括设置在移动气溶胶探测载车11内部的红外网络摄像机、设置在移动气溶胶探测载车11外部的车载高清红外 T型云台摄像机、视频监控主机、温湿度传感器、烟雾传感器、声光报警器和北斗定位系统；
如图6所示，软件系统2包括设备实时监控模块21、系统运行调度模块22、设备远程控制模块23、指挥调度与通讯模块24、监控信息显示与交互模块25、设备收集模块26和多源数据本地存储管理模块27；
设备实时监控模块21用于接收大气探测激光雷达12、太阳光度计13、粒子计数器14和地面气象仪观测子系统15的状态信息、连接状态和设备运行状态并进行实时监控；
系统运行调度模块22用于进行气溶胶实时测量硬件系统1的任务队列管理和任务按需调度，任务队列管理和任务按需调度为按照既定的时间和事件策略进行执行操作或者通过人工干预的方式实时执行；
设备远程控制模块23用于通过内网远程运行客户端对大气探测激光雷达12、太阳光度计13、粒子计数器14和地面气象仪观测子系统15进行远程操作与控制，操作与控制包括电源通/断的远程控制、工作状态的控制、观测模式切换和在线参数测试，工作状态的控制包括故障复位；
指挥调度与通讯模块24用于将移动气溶胶监测车11内外的实时视频信息、气象要素信息、北斗定位信息等通过卫星、有线、无线局域网等通信手段上传至指挥中心，便于指挥中心做出指挥决策；
监控信息显示与交互模块25用于对大气探测激光雷达12、太阳光度计13、粒子计数器14和地面气象仪观测子系统15的监控信息以及移动气溶胶监测车11内外的实时视频画面进行显示并提供交互界面供业务人员进行监控信息的查询与统计分析；
设备数据收集模块26用于自动收集大气探测激光雷达12、太阳光度计13、粒子计数器14和地面气象仪观测子系统15的实况资料以为机动人影保障提供多源数据支撑；设备数据收集模块25使用车载局域网文件共享方式通过设计定时数据查询自动收集实况材料；
多源数据本地存储管理模块27用于将观测数据、监测预报产品、设备状态信息和日志记录数据进行存储和管理以建立气象水文信息综合数据库，多源数据本地存储管理模块27用于对系统生成的中间数据集按照日期、类别、要素等进行分类存储管理并通过管理配置参数灵活对存储数据类型、定时更新步长、存储时间等进行修改和更新。
实施例1-2的工作流程如图7-10所示，包括3个阶段：任务准备，任务执行，任务撤收。
(一)任务准备
任务准备阶段主要完成以下工作：
1)停车调平
两辆载车(改装的依维柯)停到指定位置，设置千斤顶并调平。
2)取出设备
打开顶盖，搬出太阳光度计、粒子分析仪、气象监测仪并固定。
3)系统供电
判断采用外部供电或采用载车自带取力发电机供电，经UPS后给车内设备供电。
4)设备供电
打开UPS，各设备上电。
5)系统自检
任务前，对系统、各单机主要功能进行自检，以排除可能存在的故障。
6)开启监控
在开始测量前，启动各载车的系统监控系统。
(二)任务执行
任务准备结束后，进入任务执行阶段。
任务执行阶段主要完成以下工作：
1)设备启动
分别启动一体化载车分系统设备。
2)设备工作
大气探测激光雷达、太阳光度计、粒子计数器、地面气象仪进行工作。
3)数据汇总
交换子系统中的工业以太网交换机、工业串口交换机将各设备仪器测得数据汇总。
4)数据上传
4G收发模块将汇总数据全部上传给大气参数修正软件。
5)数据处理
结合建立的逐月平均大气参数模式，根据实时观测的大气参数和当地的大气参数模式数据库推算当时的大气参数廓线。
6)参数获得
实时获得需要的大气参数。
(三)任务撤收
任务撤收阶段，主要进行以下工作：
1)关闭设备
通过软件关闭各仪器设备，关闭各设备仪器软件及大气参数修正软件。
2)设备断电
关闭各仪器设备电源。
3)收回设备
所有设备打包装箱，收回车内。
4)系统断电
把千斤顶收回，载车落地。
车内其余设备关机，关闭空调、加热器、UPS。
关闭市电或油机，整个系统断电。
5)具备转场运输状态。
实施例2的测试结果如图10所示。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，其特征在于：包括连接的气溶胶实时测量硬件系统（1）和软件系统（2）；
所述气溶胶实时测量硬件系统（1）包括移动气溶胶探测载车（11），可移动的设置在所述移动气溶胶探测载车（11）内的大气探测激光雷达（12）、太阳光度计（13）、粒子计数器（14）、地面气象观测子系统（15），设置在所述移动气溶胶探测载车（11）内的数据综合处理及交互子系统（16）和包括北斗定位系统的载车监控子系统（17）；
所述移动气溶胶探测载车（11）用于搭载所述大气探测激光雷达（12）、所述太阳光度计（13）、粒子计数器（14）、地面气象观测子系统（15）、数据综合处理及交互子系统（16）和载车监控子系统（17）进行移动气溶胶探测；所述大气探测激光雷达（12）用于获取目标区域气溶胶光学参数；所述太阳光度计（13）用于获取目标区域太阳背景辐射数据及大气气溶胶光学厚度；所述粒子计数器（14）用于获取近地面大气气溶胶颗粒的粒径及分布；所述地面气象观测子系统（15）用于进行近地面气象参数实时测量和显示；所述数据综合处理及交互子系统（16）用于数据传输及处理；所述载车监控子系统（17）用于本地和远程实时监控车内外场景及安全状态及提供报警信息；
所述软件系统（2）包括设备实时监控模块（21）、系统运行调度模块（22）、设备远程控制模块（23）、指挥调度与通讯模块（24）、监控信息显示与交互模块（25）、设备收集模块（26）和多源数据本地存储管理模块（27）；移动气溶胶监测系统具备实验室和野外现场标定工作能力，具备远程配置和监视功能，可通过远程控制台设置系统工作参数并监视系统工作状态和测量信息，具备一体化信息系统设备，具备实时、准实时/事后信息加密交换功能；
所述设备实时监控模块（21）用于接收所述大气探测激光雷达（12）、所述太阳光度计（13）、所述粒子计数器（14）和所述地面气象观测子系统（15）的状态信息、连接状态和设备运行状态并进行实时监控；
所述系统运行调度模块（22）用于进行所述气溶胶实时测量硬件系统（1）的任务队列管理和任务按需调度，所述任务队列管理和所述任务按需调度为按照既定的时间和事件策略进行执行操作或者通过人工干预的方式实时执行；
所述设备远程控制模块（23）用于通过内网远程运行客户端对所述大气探测激光雷达（12）、所述太阳光度计（13）、所述粒子计数器（14）和所述地面气象观测子系统（15）进行远程操作与控制，所述操作与控制包括电源通/断的远程控制、工作状态的控制、观测模式切换和在线参数测试，所述工作状态的控制包括故障复位；
所述指挥调度与通讯模块（24）用于将所述移动气溶胶探测载车（11）内外的实时视频信息、气象要素信息、北斗定位信息等通过卫星、有线、无线局域网等通信手段上传至指挥中心，便于指挥中心做出指挥决策；
所述监控信息显示与交互模块（25）用于对所述大气探测激光雷达（12）、所述太阳光度计（13）、所述粒子计数器（14）和所述地面气象观测子系统（15）的监控信息以及所述移动气溶胶探测载车（11）内外的实时视频画面进行显示并提供交互界面供业务人员进行所述监控信息的查询与统计分析；
所述设备收集模块（26）用于自动收集所述大气探测激光雷达（12）、所述太阳光度计（13）、所述粒子计数器（14）和所述地面气象观测子系统（15）的实况资料以为机动保障提供多源数据支撑；所述设备收集模块（26）使用车载局域网文件共享方式通过设计定时数据查询自动收集所述实况资料；
所述多源数据本地存储管理模块（27）用于将观测数据、监测预报产品、设备状态信息和日志记录数据进行存储和管理以建立气象水文信息综合数据库，所述多源数据本地存储管理模块（27）用于对系统生成的中间数据集按照日期、类别、要素等进行分类存储管理并通过管理配置参数灵活对存储数据类型、定时更新步长、存储时间等进行修改和更新；
所述移动气溶胶探测载车（11）由前至后包括驾驶室（111）、工作室（112）和附件室（113）；所述工作室（112）中设置有密闭隔热的隔断舱（1121），所述大气探测激光雷达（12）通过减震支架安装在所述隔断舱（1121）的侧滑机构上，所述隔断舱（1121）顶部对应所述大气探测激光雷达（12）的位置设置光石英窗口和电控防护雷达天线盖，所述大气探测激光雷达（12）通过所述光石英窗口进行垂直定点测量；
所述侧滑机构为液压电动升降杆，所述减震支架为车用无谐振峰隔振器，所述移动气溶胶探测载车（11）车舱内地板下预埋底部减震器；
所述载车监控子系统（17）包括设置在所述移动气溶胶探测载车（11）内部的红外网络摄像机、设置在所述移动气溶胶探测载车（11）外部的车载高清红外T型云台摄像机、视频监控主机、温湿度传感器、烟雾传感器、声光报警器和北斗定位系统；
所述大气探测激光雷达（12）为多波长拉曼偏振大气探测激光雷达；
所述大气探测激光雷达（12）包括激光发射机，设置在所述激光发射机一侧的光学接收天线，与所述光学接收天线相连的中继光学系统，与所述激光发射机连接的二维扫描转台，与所述激光发射机、所述光学接收天线、所述中继光学系统和所述二维扫描转台均电连接的综合控制及信号处理单元和供电单元；
所述激光发射机用于向大气发射355nm激光、532nm激光和1064nm激光；所述光学接收天线用于接收大气目标散射回来的回波光信号；所述中继光学系统根据大气目标与激光作用机制对所述回波光信号进行分光处理并转换为电信号；所述综合控制及信号处理单元用于控制所述激光发射机发光与所述中继光学系统信号采集之间的时序，并对所述电信号进行采集及处理；所述供电单元用于对所述激光发射机、所述光学接收天线、所述中继光学系统、所述二维扫描转台和所述综合控制及信号处理单进行供电；
所述光学接收天线和所述中继光学系统均包括弹性散射通道和拉曼通道，所述弹性散射通道包括355nm平行通道、355nm垂直通道，532nm平行通道、532nm垂直通道和1064nm通道，所述拉曼通道包括386nm通道、407nm通道和607nm通道；
所述大气探测激光雷达（12）用于获取目标区域气溶胶弹性散射通道及拉曼通道激光雷达信号、实时气溶胶时空演化图及其三维空间分布，所述大气探测激光雷达（12）用于获取目标区域气溶胶355nm、532nm后向散射系数、消光系数及其高度分布廓线及其三维空间分布，所述大气探测激光雷达（12）用于获取目标区域气溶胶355nm、532nm偏振系数及其高度分布廓线及其三维空间分布、获取355nm、532nm的大气光学厚度廓线和获取目标区域夜间水汽混合比及其高度分布廓线。
2.根据权利要求1所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，其特征在于：
所述减震支架安装E型减振器；
所述工作室（112）设置有标准机柜，所述数据综合处理及交互子系统（16）和所述载车监控子系统（17）安装在所述标准机柜的机箱中；
所述工作室（112）包括原车空调和独立式顶置空调（1122），所述工作室（112）内安装有静电球、摄像头（1123）、工作台（1124）、储物柜（1125）；
所述附件室（113）设置有车后门，所述附件室（113）安装有备胎（1131）及配电箱；
所述移动气溶胶探测载车（11）内设置有利用车辆发动机安装的取力发电机，所述移动气溶胶探测载车（11）的车顶安装有石英玻璃框架、雨刷器、防雨罩、报警灯（114）及顶部扶架（115）。
3.根据权利要求1所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，其特征在于：所述太阳光度计（13）包括依次连接的用于将接收到的太阳光和天空背景辐射光进行滤光并将光信号转换为电信号的光学头，用于追踪太阳的机器人臂，与所述光学头、所述机器人臂均电连接的用于控制所述机器人臂位置、数据存储、数据传输的数据处理控制箱，与所述光学头、所述机器人臂和所述数据处理控制箱均电连接的用于长距离数据传输的数据传输线；
所述光学头包括依次放置的双光学瞄准镜筒、滤光片和探测器，所述机器人臂包括双轴步进马达，所述机器人臂为四象限精度跟踪且精度小于0.1°，所述数据处理控制箱用来控制所述双轴步进马达位置、序列和工作方式；
所述太阳光度计（13）用于获取目标区域不同光谱波段的太阳背景辐射数据、不同光谱段的大气气溶胶光学厚度，所述太阳光度计（13）用于作为标准仪器来定标所述大气探测激光雷达（12）的反演参数。
4.根据权利要求1所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，其特征在于：所述粒子计数器（14）包括光电测量箱、数据处理模块和独立电源模块；
所述光电测量箱包括光源、聚光系统、光学散射腔、光电倍增管、前放、滤波电路、抽气泵及电源和气路系统；所述光电测量箱使用60°散射光学系统；所述独立电源模块用于接收计算机指令控制输出电压。
5.根据权利要求1所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，其特征在于：所述地面气象观测子系统（15）包括气象传感器、数据采集器和供电设备；
所述气象传感器包括以下一种或多种组合：测风传感器、温湿度传感器、气压传感器、相对湿度、降水量、电场强度和能见度仪；
所述气象传感器用于将来自外界的温度信号、湿度信号、气压信号、雨量信号和电场强度信号转换成电信号；所述数据采集器用于完成自动采集、处理、存储观测数据并处理成标准气象要素值以统一的标准数据格式和协议将气象数据、状态信息进行打包后通过有线或无线方式传送到监控终端；所述供电设备用于对所述气象传感器和所述数据采集器供电；
所述观测数据包括以下一种或多种组合：风速、风向、气温、气压、相对湿度、降水量、电场强度和能见度。
6.根据权利要求1所述的一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统，其特征在于：所述数据综合处理及交互子系统（16）包括工业以太网交换机、工业串口以太网交换机、无线网络模块和画面分割器；
所述工业以太网交换机包括4个千兆光电复用口和12个M12千兆电口，所述工业以太网交换机自愈时间≤15ms、适应-40℃～+85℃的宽温工作；所述工业串口以太网交换机为11端口全千兆二层网管卡轨式交换机，所述工业串口以太网交换机包括3个千兆电口和8个RS232/485/422串口，所述工业串口以太网交换机支持RSTP协议，所述工业串口以太网交换机自愈时间≤15ms、包括VLAN、适应-40℃～+85℃的宽温工作；所述无线网络模块具有150Mbps下行峰值速率、有线中继；所述画面分割器支持单个显示单元同时显示四个高清或模拟信号，所述画面分割器包括4路复合视频信号输入、4路VGA信号输入、4路HDMI信号输入、1路HDMI和1路VGA同步输出。
CN202011538161.8A 2020-12-23 2020-12-23 一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统 Active CN112711036B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011538161.8A CN112711036B (zh) 2020-12-23 2020-12-23 一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011538161.8A CN112711036B (zh) 2020-12-23 2020-12-23 一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112711036A CN112711036A (zh) 2021-04-27
CN112711036B true CN112711036B (zh) 2023-08-11

Family

ID=75543518

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011538161.8A Active CN112711036B (zh) 2020-12-23 2020-12-23 一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112711036B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113433530B (zh) * 2021-05-26 2022-06-10 田斌 一种水汽测量拉曼激光雷达系统标定装置的标定方法
CN114863695B (zh) * 2022-05-30 2023-04-18 中邮建技术有限公司 一种基于车载激光和摄像机的超标车辆检测系统和方法
CN116953660B (zh) * 2023-09-18 2024-01-05 中国科学院精密测量科学与技术创新研究院 一种全高层大气风温密探测激光雷达云边协同方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU43657U1 (ru) * 2004-09-07 2005-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "НПП "Лазерные системы" Мобильный лидарный комплекс для дистанционного контроля состояния атмосферы
CN103278479A (zh) * 2013-04-23 2013-09-04 中国科学院安徽光学精密机械研究所 大气辐射传输修正系统及修正方法
CN105158819A (zh) * 2015-07-03 2015-12-16 兰州大学 半干旱气候综合观测平台
CN107144307A (zh) * 2017-06-27 2017-09-08 国网江苏省电力公司电力科学研究院 一种移动式大气气溶胶离子成分实时监测系统
CN207528268U (zh) * 2017-12-01 2018-06-22 北京怡孚和融科技有限公司 一种大气环境观测车
CN207730933U (zh) * 2017-12-01 2018-08-14 北京怡孚和融科技有限公司 一种移动式可定向激光雷达网络数据质控系统
CN109878400A (zh) * 2018-10-19 2019-06-14 南京大学 模块化全功能拓展大气监测移动平台及监测使用方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU43657U1 (ru) * 2004-09-07 2005-01-27 Общество с ограниченной ответственностью "НПП "Лазерные системы" Мобильный лидарный комплекс для дистанционного контроля состояния атмосферы
CN103278479A (zh) * 2013-04-23 2013-09-04 中国科学院安徽光学精密机械研究所 大气辐射传输修正系统及修正方法
CN105158819A (zh) * 2015-07-03 2015-12-16 兰州大学 半干旱气候综合观测平台
CN107144307A (zh) * 2017-06-27 2017-09-08 国网江苏省电力公司电力科学研究院 一种移动式大气气溶胶离子成分实时监测系统
CN207528268U (zh) * 2017-12-01 2018-06-22 北京怡孚和融科技有限公司 一种大气环境观测车
CN207730933U (zh) * 2017-12-01 2018-08-14 北京怡孚和融科技有限公司 一种移动式可定向激光雷达网络数据质控系统
CN109878400A (zh) * 2018-10-19 2019-06-14 南京大学 模块化全功能拓展大气监测移动平台及监测使用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
对流层气溶胶和水汽的车载激光雷达系统的探测;吕炜煜等;《红外与激光工程》;20160325(第03期);正文第0330001-1-0330001-6页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112711036A (zh) 2021-04-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112711036B (zh) 一种多手段集成、多类型数据标定的移动气溶胶监测系统
CN112368563B (zh) 一种利用公共交通工具监测空气质量的系统
KR101892999B1 (ko) 미세먼지농도 측정기능을 갖춘 cctv 카메라를 이용한 미세먼지 예보데이터 생성방법과 그를 이용한 예보 시스템
CN109878400A (zh) 模块化全功能拓展大气监测移动平台及监测使用方法
CN202481315U (zh) 多功能环境应急监测无人机系统
CN102231227B (zh) 太阳能网格化林业防火监控预警系统
CN202434011U (zh) 森林火灾自动监测与报警系统
CN104730539B (zh) 一种低空轻小型红外与激光雷达集成系统
CN110888457A (zh) 利用无人机和机器人对变电设备开展立体巡视系统及方法
CN110161533B (zh) 无人值守的卫星光学载荷智能化辐射定标系统
CN207473031U (zh) 无人机巡检故障诊断系统
Strawbridge Developing a portable, autonomous aerosol backscatter lidar for network or remote operations
CN101692307B (zh) 高速公路团雾实时监测仪
CN101950461A (zh) 远程地面红外林火自动探测系统及其探测方法
CN112017386A (zh) 一种森林草原火灾监测系统
CN105976549A (zh) 智能森林防火预警系统及其方法
CN101995394A (zh) 雾区能见度检测方法及其设备
CN114324226A (zh) 一种大气污染物立体分布无人机载超光谱遥测系统
CN204442538U (zh) 一种具有能见度采集功能的监控设备
CN103606260A (zh) 基于gprs远程无线通信技术的无人职守野外光谱辐照度计系统
CN106168018A (zh) 施工场地扬尘监测及处理系统
Yim et al. Analysis of the air quality in upper atmospheric boundary layer in a high-density city in Asia using 3-year vertical profiles measured by the 3-Dimensional Real-Time Atmospheric Monitoring System (3DREAMS)
CN102693601B (zh) 车载移动式林区火情监测系统
Stachlewska et al. Near-range receiver unit of NeXT generation PollyXT used with Koldeway Aerosol Raman Lidar in Arctic
Popovici et al. A mobile system combining lidar and sunphotometer on-road measurements: description and first results

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant