[發(fā)明專利]一種廣域協(xié)同精準(zhǔn)遙感平臺(tái)及其遙感方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610367568.6
• 申請(qǐng)日: 2016-05-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105915275B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭雷;吳克堅(jiān);張霄;李孟桃
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/185
• 分類號(hào): H04B7/185;G01W1/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司11251
• 代理人: 成金玉,盧紀(jì)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種近空間與近地面協(xié)同遙感平臺(tái)及方法，能廣泛應(yīng)用于對(duì)地大范圍觀測(cè)的相關(guān)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)廣域、多種精度、協(xié)同對(duì)地精準(zhǔn)遙感探測(cè)。

背景技術(shù)

我國(guó)廣大城鎮(zhèn)區(qū)域?qū)覍以馐苤T如旱澇災(zāi)害、人口居住區(qū)遭遇火災(zāi)、地震等突發(fā)性災(zāi)害的威脅，缺乏有效的監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)手段，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的損失；我國(guó)遭受嚴(yán)重的空氣污染，霧霾降低了大氣能見(jiàn)度，削弱了陽(yáng)光對(duì)農(nóng)作物的光合作用，可導(dǎo)致糧食減產(chǎn)；我國(guó)國(guó)土地形復(fù)雜，耕地面積有限，耕地的保護(hù)、農(nóng)作物的種類缺乏統(tǒng)籌與監(jiān)管；某些工業(yè)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)如污水和廢氣排放、焚燒秸稈帶來(lái)環(huán)境污染，缺少監(jiān)管這些違法行為的有效手段。因此，發(fā)展以提高精準(zhǔn)信息獲取能力為目的的先進(jìn)遙感技術(shù)，實(shí)現(xiàn)大范圍、快響應(yīng)地實(shí)時(shí)對(duì)地監(jiān)控，是目前解決上述問(wèn)題最為有效的技術(shù)手段。已有的技術(shù)，例如無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)工作區(qū)域有限；單一的近空間浮空氣球平臺(tái)機(jī)動(dòng)能力不足；衛(wèi)星遙感實(shí)時(shí)性較差，均存在平臺(tái)固有的缺點(diǎn)?，F(xiàn)有的申請(qǐng)?zhí)枮?01510312110.6的專利《一種近空間氣象平臺(tái)》僅是一種測(cè)量環(huán)境氣象信息的平臺(tái)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間滯空測(cè)量，而且一次作業(yè)實(shí)驗(yàn)無(wú)法實(shí)現(xiàn)多個(gè)局部區(qū)域的精準(zhǔn)測(cè)量，總之，現(xiàn)有的遙感平臺(tái)無(wú)法同時(shí)實(shí)現(xiàn)廣域、協(xié)同、精準(zhǔn)遙感的任務(wù)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明技術(shù)解決問(wèn)題：針對(duì)現(xiàn)有平臺(tái)技術(shù)的不足，提出一種既能同時(shí)實(shí)現(xiàn)廣域、協(xié)同、精準(zhǔn)遙感任務(wù)，又能測(cè)量環(huán)境氣象信息的廣域協(xié)同精準(zhǔn)遙感平臺(tái)及方法。

本發(fā)明的廣域協(xié)同精準(zhǔn)遙感平臺(tái)，其技術(shù)方案包括：近空間遙感子平臺(tái)、地面數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理設(shè)備、近地面遙感無(wú)人機(jī)群；其中，近空間遙感子平臺(tái)由長(zhǎng)滯空浮空器攜帶探空儀通過(guò)脫鉤裝置與滑翔無(wú)人機(jī)連接升空進(jìn)入20～30千米高空，近空間滑翔無(wú)人機(jī)通過(guò)攜帶的遙感與導(dǎo)航定位裝置，實(shí)現(xiàn)大范圍、長(zhǎng)駐空定位遙感，獲取多源信息數(shù)據(jù)輸給地面數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理設(shè)備，所述多源信息數(shù)據(jù)包括遙感信息、運(yùn)動(dòng)信息、氣象信息數(shù)據(jù)傳；地面數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)多源信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、處理和網(wǎng)絡(luò)發(fā)布；近地面遙感無(wú)人機(jī)群攜帶不同的遙感、導(dǎo)航定位、氣象裝置接收地面數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理設(shè)備發(fā)布的控制指令，在離地面3千米高空范圍內(nèi)協(xié)同完成遙感、導(dǎo)航定位任務(wù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)協(xié)同遙感。

所述近空間遙感子平臺(tái)包括長(zhǎng)滯空浮空器、探空儀、脫鉤裝置、近空間滑翔無(wú)人機(jī)、滑翔機(jī)端遙感裝置、滑翔機(jī)端導(dǎo)航定位裝置、滑翔機(jī)端發(fā)射機(jī)和滑翔機(jī)端接收機(jī)；長(zhǎng)滯空浮空器攜帶探空儀通過(guò)脫鉤裝置與近空間滑翔無(wú)人機(jī)連接升空進(jìn)入20～30千米高空，實(shí)現(xiàn)近空間廣域長(zhǎng)駐留對(duì)地遙感；當(dāng)遙感任務(wù)完成后，近空間滑翔無(wú)人機(jī)通過(guò)脫鉤裝置脫鉤后，開(kāi)始滑翔降落；同時(shí)近空間滑翔無(wú)人機(jī)通過(guò)滑翔機(jī)端遙感裝置和滑翔機(jī)端導(dǎo)航定位裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)地遙感定位；探空儀、滑翔機(jī)端遙感裝置、滑翔機(jī)端導(dǎo)航定位裝置采集的多源信息數(shù)據(jù)通過(guò)滑翔機(jī)端發(fā)射機(jī)實(shí)時(shí)傳送地面數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理設(shè)備；最后由滑翔機(jī)端接收機(jī)接收地面數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理設(shè)備發(fā)送的控制指令使滑翔無(wú)人機(jī)滑翔飛行直到降落，實(shí)現(xiàn)機(jī)載設(shè)備回收。

所述地面數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理設(shè)備包括地面端接收機(jī)、地面端發(fā)射機(jī)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)服務(wù)器、數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)發(fā)布服務(wù)器和地面監(jiān)控裝置；地面端接收機(jī)接收近空間遙感子平臺(tái)或者近地面遙感無(wú)人機(jī)群的多源信息數(shù)據(jù)，由數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)服務(wù)器承擔(dān)多源信息數(shù)據(jù)的云端存儲(chǔ)，再由數(shù)據(jù)處理服務(wù)器對(duì)多源信息數(shù)據(jù)分析和計(jì)算，網(wǎng)絡(luò)發(fā)布服務(wù)器對(duì)處理后的多源信息數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)或者以太網(wǎng)絡(luò)傳送對(duì)外發(fā)布；最后，通過(guò)地面監(jiān)控裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)多源數(shù)據(jù)的可視化顯示，地面監(jiān)控裝置能通過(guò)地面端發(fā)射機(jī)傳送控制指令給近空間遙感子平臺(tái)。

所述近地面遙感無(wú)人機(jī)群包括無(wú)人機(jī)群、機(jī)群端遙感裝置、機(jī)群端導(dǎo)航定位裝置、氣象裝置、機(jī)群端發(fā)射機(jī)和機(jī)群端接收機(jī)；無(wú)人機(jī)群通過(guò)機(jī)群端接收機(jī)接收任務(wù)指令，攜帶機(jī)群端遙感裝置、機(jī)群端導(dǎo)航定位裝置和氣象裝置中的一種或幾種載荷裝置，在離地面3千米高空范圍內(nèi)完成多源信息數(shù)據(jù)采集，多源信息數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)人機(jī)端發(fā)射機(jī)發(fā)送信息數(shù)據(jù)給地面數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理設(shè)備，完成近地面多機(jī)協(xié)同精準(zhǔn)遙感任務(wù)。