CN115470443B - 无人机温室气体排放测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无人机温室气体排放测量装置，包括无人机，无人机上设有气体采样器、气象传感器以及无线电台；无人机提供无人机位置信息和姿态数据；气象传感器实时测量风速、温度、湿度及气压；气体采样器测量采样器样品中温室气体浓度，利用采样器样品中的内标气体的定时信息，对温室气体浓度与无人机位置信息进行配对；无线电台将无人机位置信息和姿态数据及相应的风速、温度、湿度、气压及温室气体浓度发送至地面站。本发明通过在无人机上设置气体采样器、气象传感器以及无线电台，能够将采集的基本因素进行实时测量，实时下传分析，计算获得碳排放量。采用本申请提供的技术方案使得无人机测量温室气体排放量成为可能，满足了监测需求。

Description

无人机温室气体排放测量装置

技术领域

本发明属于无人机技术领域，具体涉及一种无人机温室气体排放测量装置。

背景技术

大气温室气体排放被认为是全球气候变暖的主要原因。应对气候变暖的关键措施，是对温室气体减排。而准确测量温室气体的排放量，则是各种减排政策的基础。目前，快速准确测量温室气体排放的手段有限，大部分都是应用排放因子对排放进行编制，所获得的排放量可信度有待检验。快速准确测量温室气体排放量的技术手段还处于开发过程中。从环境监测的角度来看，需要进行区域性和局部地区的持久性的监测，以便观测温室气体的长期变化以及本区域排放变化。监测地点的选择，需要满足区域代表性的要求，需要在备选地点对温室气体的三维分布进行测量，检验备选地点的空间代表性。从排放管控的角度看，需要针对各种排放源进行排放定量，或对上报排放量进行验证和核算。要满足这些需求，需要对温室气体做大气三维方向的测量。目前对这两类型的需求，主要通过模型或卫星遥感手段来满足但这两类手段的空间分辨率有限，无法满足中小尺度区域或排放源的监测要求；而且没有合适空间尺度的实际监测手段，无法对结果进行验证。无人机监测最有希望能够在这个空间尺度上提供大气温室气体三维测量，从而满足上述的监测需求。

但是目前采用无人机进行碳排放监测还普遍存在着诸多系统性技术问题。首先，无人机必须在续航时间/续航距离上能够满足要求，尤其是在搭载了检测设备后，还能够满足续航要求。第二，检测设备必须满足温室气体排放量测量的要求，而实现这个要求检测设备就必须能够同时提供多参数测量。第三，除了检测设备能够提供多参数测量，数据必须通过可验证的运算模型来计算排放量。目前已知的无人机应用于温室气体排放检测，在上述三方面都存在着技术障碍，大多只能解决其中部分技术问题而无法提供全面的技术解决方案，尤其是续航与载荷两个要求存在相互制约。如果检测设备重量过大，则飞机航行时间必然缩短，影响续航时间来完成所需的空间尺度；反过来载荷太小，检测设备则无法完成。因此，无人机平台建设上，需要做出优化组合，来满足监测需求。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种无人机温室气体排放测量装置，以解决现有技术中无人机对碳排放的检测无法满足检测需求的问题。

为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：一种无人机温室气体排放测量装置，包括：

无人机，所述无人机上设有气体采样器、气象传感器以及无线电台，所述气体采样器、气象传感器分别与所述无线电台连接；所述无人机用于提供无人机位置信息和姿态数据；

所述气象传感器用于实时测量风速、温度、湿度及气压；

所述气体采样器用于测量采样器样品中温室气体浓度，利用所述采样器样品中的内标气体的定时信息，对所述温室气体浓度与无人机位置信息进行配对；

所述无线电台用于将所述无人机位置信息和姿态数据及相应的风速、温度、湿度、气压及温室气体浓度发送至地面站。

进一步的，所述气体采样器，包括

安装架、采气管、标识气体发生器、第一三通阀、微型泵以及第二三通阀，所述采气管盘绕设置在所述安装架上，所述标识气体发生器、所述第一三通阀、所述微型泵以及所述第二三通阀均设置在所述安装架内部，所述采气管的进气口和所述标识气体发生器分别与所述第一三通阀的两个阀口连接；所述采气管的出气口和所述微型泵分别与所述第二三通阀的两个阀口连接。

进一步的，所述安装架包括两个相互平行设置的固定盘以及设置在两个所述固定盘之间的连接杆，所述连接杆垂直于所述固定盘设置，所述连接杆数量为多个，且沿所述固定盘周向呈圆形布设，所述采气管绕设在所述连接杆上。

进一步的，还包括远程控制组件，所述远程控制组件设置在所述安装架内部，所述第一三通阀、所述微型泵以及所述第二三通阀均与所述远程控制组件连接；

还包括电池，所述电池设置在所述安装架内部，所述远程控制组件、所述第一三通阀、所述微型泵以及所述第二三通阀均与所述电池连接；

所述远程控制组件包括远程控制开关以及继电器组，所述电池、所述远程控制开关以及所述继电器组依次连接，所述第一三通阀、所述第二三通阀以及所述微型泵均与所述继电器组连接。

进一步的，所述地面站设有分析设备；

所述分析设备用于根据无人机位置和姿态数据及相应的风速、温度、湿度、气压及温室气体浓度计算碳排放量。

进一步的，所述根据无人机位置和姿态数据及相应的风速、温度、湿度、气压及温室气体浓度计算碳排放量，包括：

根据所述温度、湿度及气压计算空气密度，根据所述风速及温室气体浓度建立温室气体传输截面；

获取温室气体传输截面上的三维风向量；

获取空气密度改变导致的空气密度质量改变量；

基于所述三维风向量和空气密度质量改变量计算空气垂直方向的平流通量；

根据预设的温室气体传输截面顶部的浓度、温室气体与空气的摩尔质量之比以及空气垂直方向的平流通量计算温室气体垂直方向的平流通量；

根据温室气体传输截面点位的温室气体浓度、空气密度和截面水平风向量计算温室气体水平方向的平流通量；

基于所述温室气体垂直方向的平流通量、温室气体水平方向的平流通量及空气密度改变得到的温室气体的增加量计算温室气体的排放量。

进一步的，基于所述温室气体垂直方向的平流通量、温室气体水平方向的平流通量及空气密度改变得到的温室气体的增加量采用如下方式计算温室气体的排放量

其中，是排放源单位时间内对大气温室气体C总的排放量；是因大气密度改变温室气体C的增加量；为温室气体水平方向的平流通量；为温室气体垂直方向的平流通量。

进一步的，所述位置信息包括精度、纬度和海拔高度。

本发明采用以上技术方案，能够达到的有益效果包括：

本发明提供一种无人机温室气体排放测量装置，通过在无人机上设置气体采样器、气象传感器以及无线电台，能够将采集的基本因素进行实时测量，实时下传分析，计算获得碳排放量，采用本申请提供的技术方案使得无人机测量温室气体排放量成为可能，满足了监测需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明无人机温室气体排放测量装置的结构示意图；

图2为本发明气体采样器的结构示意图；

图3为本发明气体采样器的结构示意图；

图4为本发明提供的气体采样器的结构示意图；

图5为本发明无人机温室气体排放测量装置实现方法的步骤示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

针对无人机温室气体排放测量的各类需求，可总结为下面三方面的最优组合（1）足够长的续航时间，（2）足够多的测量参数，以及（3）合适的排放量算法。对这些需求进行优化时，需要考虑无人机测量系统的合适应用对象。根据监测要求，本发明的无人机测量系统的设计能力要达到如下要求：1）无人机系统能够对范围为5x5 km²尺度的温室气体进行水平方向上的二维空间分布测量；2）无人机系统能够对1x1 km²或更小的尺度的排放源执行温室气体三维空间分布测量；3）所测量的数据能够应用于温室气体的排放量运算。

下面结合附图介绍本申请实施例中提供的一个具体的无人机温室气体排放测量装置。

如图1所示，本申请实施例中提供的无人机温室气体排放测量装置，包括：无人机，所述无人机上设有气体采样器101、气象传感器102以及无线电台103，所述气体采样器101、气象传感器102分别与所述无线电台103连接；所述无人机用于提供无人机位置信息和姿态数据；

所述气象传感器用于实时测量风速、温度、湿度及气压；

所述气体采样器用于测量采样器样品中温室气体浓度，利用所述采样器样品中的内标气体的定时信息，对所述温室气体浓度与无人机位置信息进行配对；

所述无线电台103用于将所述无人机位置信息和姿态数据及相应的风速、温度、湿度、气压及温室气体浓度发送至地面站104。

需要说明的是，在进行设置前首先对无人机平台进行了适配考察，考察标准是：1）最大飞行高度必须达到或超过大气边界层高度（通常大于1000m）；2）最大续航距离/时间为30 km/30分钟；3）必须能够搭载温室气体检测设备（载荷3kg以上；具体如下所述）的情况下达到这些续航距离与续航时间；4）能够提供实时位置与飞行状态输出，并提供无人机数值模型。最后的这个要求十分关键，因为这些数据被用于校正机载检测数据校正以及运算方法中。能否达到这个要求成为无人机平台选择的关键评判标准。市场上能够符合这些要求的无人机平台有限，都属于工业级无人机。

然后针对温室气体检测设备的搭载考虑，既要达到多参数测量的需要，又不能超过无人机平台在续航需求条件下的搭载能力。本申请构建一个测量设备组合，满足温室气体排放量对温室气体浓度、气象多参数同步测量的要求。同时，通过研发，使得测量设备组合达到最小载荷。针对温室气体浓度测量需求，本专利通过开发专用气体采样器，结合采样后地面检测设备分析，获取温室气体浓度的三维空间分布，完美地解决了这一技术难题。本申请提供的气体采样器101连接抽气泵进行抽气采样。在抽气过程中定时加注内标气体来对采样管中气体进行定时。该设备采样时间可达30分钟以上；实现完全自动采样。通过质量最小化原则，将该采样系统总质量控制在5kg以下，使之能够搭载于上述无人机平台上并达到续航时间要求。采样完毕回收后，将样品通入地面高精度温室气体测量设备，获取采样管中的样品及内标中温室气体浓度，并将浓度通过采样时间与无人机空间位置匹配，获取温室气体浓度的三维空间分布。

再次，除了温室气体浓度测量，需要同时测量气象参数来对排放量进行运算。本专利同时开发了搭载于无人机平台的气象传感器，将气象传感器搭载于上述无人机平台上，用于提供风速、温度、湿度、和气压参数的实时测量。本技术提供电源并引出数据线，接入无线电台，开发了气象参数测量数据通过无线电方式，实时传输至地面站的数据传输技术。使用专用开发的校正算法，对所获得的三维风速，使用无人机的位置和姿态数据进行校正，解决了无人机平台上准确测量气象参数的技术问题。

最后，本申请中提供的无人机，能够实时提供秒级地理位置和飞行姿态等数据，将地理位置和飞行姿态数据传至地面站。既保证了无人机续航距离/时间以及安全运作，又保证了执行无人机温室气体测量并获取完整的资料。同时，集成了无人机位置和飞行姿态数据、采样器信号、气象参数资料，开发出数据传输、接受和存贮的地面站软硬件系统。

无人机温室气体排放测量装置的工作原理为：无人机能够直接得到无人机的空间位置信息和姿态数据，气象传感器实时测量风速、温度、湿度及气压，气体采样器测量采样器样品中温室气体浓度，利用所述采样器样品中的内标气体的定时信息，对所述温室气体浓度与无人机位置信息进行配对，然后将配对相应的风速、温度、湿度、气压及温室气体浓度发送至地面站。所述位置信息包括精度、纬度和海拔高度。

一些实施例中，所述气体采样器101，包括安装架1、采气管2、标识气体发生器3、第一三通阀4、微型泵5以及第二三通阀6，结合附图2和附图3所示，采气管2盘绕设置在安装架1上，最大程度上减小采气管2所占用的空间，采气管2为细长管，标识气体发生器3、第一三通阀4、微型泵5以及第二三通阀6均设置在安装架1内部，即采气管2盘绕在标识气体发生器3、第一三通阀4、微型泵5以及第二三通阀6的周侧，如此高度集成的设置方式，可以使采气装置所占用的空间缩小到最小，可以将其挂载到无人机下方，进而提供了无人机挂载的可能。

其次采气管2的进气口和标识气体发生器3分别与第一三通阀4的两个阀口连接；采气管2的出气口和微型泵5分别与第二三通阀6的两个阀口连接。如附图2所示，此种连接方式通过第一三通阀4与第二三通阀6两阀体的控制实现间歇性采气，而标识气体发生器3与第一三通阀4的连接，可以间歇的提供标识气体，用于起到标识作用。

使用本申请提供的采气装置中，采气管2采用的细长管的长度范围可以为100米～200米，例如150米，也可以为设定的范围，本申请在此不做限定，细长管的使用能够在微型泵5抽入气体时，能够使吸入到细长管内的气体保持在某一段的范围之内，不会快速扩散，同时较长采气管2能够支持较长时间气体的采集，采集的样本更多，此种情况下在采气完毕之后一段时间之内，采集到的气体不会产生混合扩散，例如采气后两小时之内进行气体检测。

其次本申请可以间歇性的通入标识气体，用于进行时间标识，如此便可以对不同位置的空气进行采样，例如，微型泵5开始工作的同时，第一三通阀4转为与标识气体连接，然后第一三通阀4自动切换到另一路用来收集采样气体，并持续较长时间（比如8分钟）然后切换到与标识气体路连接，依次循环。根据通入的标识气体的时间和流速便可以判断管内某一个位置采样气体的被采样的时间。其次还可以根据无人机的GPS数据，根据采样时间就能对应上空间位置，从而得到被检测气体的空间浓度分布特征。其次此种标识气体的方式能够避免微型泵5与第二三通阀6之间的限流孔因堵塞而导致流速发生问题无法与时间对标的问题。

本申请的具体实施例中，安装架1包括两个相互平行设置的固定盘7以及设置在两个固定盘7之间的连接杆8，结合附图2～附图4所示，连接杆8垂直于固定盘7设置，连接杆8数量为多个，且沿固定盘7周向呈圆形布设，采气管2绕设在连接杆8上，本申请中的连接杆8的数量可以为8个，固定盘7可以为两个大小相同的圆形盘体，两个圆形盘体上下对称设置，如此圆形布设的方式，能够方便采气管2的盘绕，同时在连接杆8的内部空间预留较大的空间，用于安装其他部件。

在其中一个固定盘7上设置样气进气口与样气出气口，方便气体的采集以及进行气体检测时的连接，样气进气口与第一三通阀4的第三个阀口连接，样气出气口与第二三通阀6的第三个阀口连接，样气进气口与样气出气口均可以采用穿板接头，穿板接头位于安装架1内部的一端用于与采气管2连接，位于安装架1外部的一端分别用于进气与连接气体检测装置。

第一三通阀4的COM口接不锈钢的采气管2的进气口的一头，第一三通阀4的NC口（只有通电才能通的口）通过一小节软管连接置标识气体发生器3，第一三通阀4的另一个阀口通过一小段软管接到样气进气口位置的穿板接头上。第二三通阀6的COM口接到采气管2的出气口端，第二三通阀6的NC口接到样气出气口的穿板接头上，第二三通阀6的第三阀口通过限流孔后接到微型泵5上。

为方便飞行器起飞之后与气体采集的控制，为此还需要设置远程控制组件9，远程控制组件9设置在安装架1内部，第一三通阀4、微型泵5以及第二三通阀6均与远程控制组件9连接，当飞行器飞行到指定高度之后再通过远程控制组件9控制采样。

一个实施例中，远程控制组件9包括远程控制开关11以及继电器组12，电池10、远程控制开关11以及继电器组12依次连接，第一三通阀4、第二三通阀6以及微型泵5均与继电器组12连接。远程控制开关11可以为2G、3G、4G或5G网络远程控制开关，利用4G信号实现控制的开关，其有对应的app，可以在手机或者电脑上，设置开启和关闭的时间；具体的结合附图2所示，继电器组12包括两个继电器，第一三通阀4和第二三通阀6均为电磁三通阀，通过图2中的电路连接方式来实现对第一三通阀4、第二三通阀6和微型泵5的控制。

本申请的具体实施例中还设置电池10，电池10也设置在安装架1内部，远程控制组件9、第一三通阀4、微型泵5以及第二三通阀6均与电池10连接，通过电池10为各个部件提供电能。电池10可以是锂电池。

为满足各个部件对电压的不同需求，为此电池10包括5V电压电池、12V电压电池以及24V电压电池，5V电压电池与微型泵5连接，小功率微型泵5对应着小体积和小重量，且满足流量需求；12V电压电池与远程控制开关11连接，继电器组12、第一三通阀4以及第二三通阀6均与24V电压电池连接，高电压（24v）电磁阀切换速度比低电压的快。

一些实施例中，地面站设有分析设备；

所述分析设备用于根据无人机位置和姿态数据及相应的风速、温度、湿度、气压及温室气体浓度计算碳排放量。

如图5所示，所述根据无人机位置和姿态数据及相应的风速、温度、湿度、气压及温室气体浓度计算碳排放量，包括：

S501，根据所述温度、湿度及气压计算空气密度，根据所述风速及温室气体浓度建立温室气体传输截面；

S502，获取温室气体传输截面上的三维风向量；

S503，获取空气密度改变导致的空气密度质量改变量；

S504，基于所述三维风向量和空气密度质量改变量计算空气垂直方向的平流通量；

S505，根据预设的温室气体传输截面顶部的浓度、温室气体与空气的摩尔质量之比以及空气垂直方向的平流通量计算温室气体垂直方向的平流通量；

S506，根据温室气体传输截面点位的温室气体浓度、空气密度和截面水平风向量计算温室气体水平方向的平流通量；

S507，基于所述温室气体垂直方向的平流通量、温室气体水平方向的平流通量及空气密度改变得到的温室气体的增加量计算温室气体的排放量。

具体的，温室气体传输截面建立后，与盒子顶端构成封闭体积。可依据截面上各点风向量、空气密度、温室气体浓度等要素的积分计算式中的各项内容。

表示空气在水平方向的平流量，故需要获得风向量在截面上的水平分量。水平风向量在实际测量中分解为北向和东向的分量，和，且s为经纬度x和y的函数。水平风向量的计算式为：

（1）

表示测量过程中因空气密度的改变而导致其质量增加或减少量，即，

（2）

其中，为空气密度随时间的变化率。测量时段内大气温度和压力的变化可由无人机搭载的气象传感器测量得到。

此时，

（3）

假设温室气体在截面顶部的浓度为，则温室气体C垂直方向的平流量为：

（4）

其中，等于截面顶部温室气体C浓度的平均值；R_M温室气体与空气的摩尔质量之比（假设空气的摩尔质量为28.89 Kg/mol）。

可依据截面点位的温室气体浓度、空气密度和截面水平风向量计算得出：

（5）

（6）

其中，表示温室气体与空气的摩尔质量之比（假设空气的摩尔质量为28.89Kg/mol）；为空气密度随时间的变化率；表示飞行时间；表示压力与温度变量；P、T分别表示平均压力与温度； A表示飞行区域面积；代表屏幕单一高度上（z）上的混合比平均值。

采用以下方式计算温室气体的排放量。

（7）

其中，是排放源单位时间内对大气温室气体C总的排放量；是因大气密度改变温室气体C的增加量。

本申请构建了能搭载于无人机的温室气体测量设备的组合。实现了从无人机上测量温室气体在1x1 km²尺度上三维空间分布测量，在无人机测量温室气体三维空间分布的同时，利用无人机平台测量气象参数，包括三维风速、气温、气压、湿度的准确测量，这些关键参数，使得无人机测量温室气体排放量成为可能。除此之外，本申请提供的技术方案结合温室气体测量设备与气象参数测量设备所获取的数据，运算1x1 km²尺度（或更小）的温室气体源排放量。

可以理解的是，上述提供的装置实施例与上述的装置实施例对应，相应的具体内容可以相互参考，在此不再赘述。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为装置、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的装置、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种无人机温室气体排放测量装置，其特征在于，包括：无人机，所述无人机上设有气体采样器、气象传感器以及无线电台，所述气体采样器、气象传感器分别与所述无线电台连接；所述无人机用于提供无人机位置信息和姿态数据；

所述气象传感器用于实时测量风速、温度、湿度及气压；

所述气体采样器用于测量采样器样品中温室气体浓度，利用所述采样器样品中的内标气体的定时信息，对所述温室气体浓度与无人机位置信息进行配对；

所述无线电台用于将所述无人机位置信息和姿态数据及相应的风速、温度、湿度、气压及温室气体浓度发送至地面站；

所述气体采样器，包括

安装架、采气管、标识气体发生器、第一三通阀、微型泵以及第二三通阀，所述采气管盘绕设置在所述安装架上，所述标识气体发生器、所述第一三通阀、所述微型泵以及所述第二三通阀均设置在所述安装架内部，所述采气管的进气口和所述标识气体发生器分别与所述第一三通阀的两个阀口连接；所述采气管的出气口和所述微型泵分别与所述第二三通阀的两个阀口连接；

所述地面站设有分析设备；

所述分析设备用于根据无人机位置和姿态数据及相应的风速、温度、湿度、气压及温室气体浓度计算碳排放量；

所述根据无人机位置和姿态数据及相应的风速、温度、湿度、气压及温室气体浓度计算碳排放量，包括：

根据所述温度、湿度及气压计算空气密度，根据所述风速及温室气体浓度建立温室气体传输截面；

获取温室气体传输截面上的三维风向量；

获取空气密度改变导致的空气密度质量改变量；

基于所述三维风向量和空气密度质量改变量计算空气垂直方向的平流通量；

根据预设的温室气体传输截面顶部的浓度、温室气体与空气的摩尔质量之比以及空气垂直方向的平流通量计算温室气体垂直方向的平流通量；

根据温室气体传输截面点位的温室气体浓度、空气密度和截面水平风向量计算温室气体水平方向的平流通量；

基于所述温室气体垂直方向的平流通量、温室气体水平方向的平流通量及空气密度改变得到的温室气体的增加量计算温室气体的排放量。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述安装架包括两个相互平行设置的固定盘以及设置在两个所述固定盘之间的连接杆，所述连接杆垂直于所述固定盘设置，所述连接杆数量为多个，且沿所述固定盘周向呈圆形布设，所述采气管绕设在所述连接杆上。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括远程控制组件，所述远程控制组件设置在所述安装架内部，所述第一三通阀、所述微型泵以及所述第二三通阀均与所述远程控制组件连接；

还包括电池，所述电池设置在所述安装架内部，所述远程控制组件、所述第一三通阀、所述微型泵以及所述第二三通阀均与所述电池连接；

所述远程控制组件包括远程控制开关以及继电器组，所述电池、所述远程控制开关以及所述继电器组依次连接，所述第一三通阀、所述第二三通阀以及所述微型泵均与所述继电器组连接。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，基于所述温室气体垂直方向的平流通量、温室气体水平方向的平流通量及空气密度改变得到的温室气体的增加量采用如下方式计算温室气体的排放量

其中，是排放源单位时间内对大气温室气体C总的排放量；是因大气密度改变温室气体C的增加量；为温室气体水平方向的平流通量；为温室气体垂直方向的平流通量。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述位置信息包括精度、纬度和海拔高度。

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