[發(fā)明專利]基于Cubesat衛(wèi)星的PM2.5的監(jiān)測(cè)方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711175536.7
• 申請(qǐng)日: 2017-11-22
• 公開（公告）號(hào): CN107972887B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 師鵬;王逍;雷冰瑤;趙育善
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): B64G1/10
• 分類號(hào): B64G1/10;B64G1/22;B64G1/44;B64G1/32;G01N15/06
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種基于Cubesat衛(wèi)星的PM2.5的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括：

步驟1，利用預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星攜帶的成像系統(tǒng)，記錄激光發(fā)射平臺(tái)向外部空間發(fā)射的激光的散射光，得到目標(biāo)圖像；

步驟2，每間隔第一預(yù)設(shè)時(shí)間，將所述目標(biāo)圖像發(fā)送至地面分析設(shè)備以供所述地面分析設(shè)備根據(jù)所述目標(biāo)圖像，獲取PM2.5的濃度值及分布；

步驟3，根據(jù)在第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的PM2.5的濃度值及分布變化，預(yù)測(cè)所述外部空間內(nèi)PM2.5的濃度值及分布的變化趨勢(shì)；

所述預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星為低軌道預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星，運(yùn)行于太陽同步回歸軌道；

所述預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星為100×100×200mm3的長方體，采用層板式2U結(jié)構(gòu)；

所述預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星包括：結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)、星載計(jì)算機(jī)分系統(tǒng)、通訊分系統(tǒng)、熱控分系統(tǒng)、姿態(tài)控制分系統(tǒng)和有效載荷系統(tǒng)；其中，所述有效載荷系統(tǒng)為所述成像系統(tǒng)；

所述結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)包括預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星主體從下到上依次設(shè)置的電源艙段、星載計(jì)算機(jī)艙段、姿態(tài)控制艙段、測(cè)控通訊艙段、有效載荷艙段以及圍合各所述艙段的四塊鋁合金板；

所述電源分系統(tǒng)包括：太陽能電池組、蓄電池組和DC/DC變換器；

所述太陽能電池組包括若干太陽能電池片，所述太陽能電池片設(shè)置于平行所述鋁合金板的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)基板上；

所述蓄電池組和所述DC/DC變換器設(shè)置于所述電源艙段內(nèi)；

所述星載計(jì)算機(jī)分系統(tǒng)為具備日常星務(wù)管理、與各系統(tǒng)的通訊以及對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行控制功能的計(jì)算機(jī)；

所述計(jì)算機(jī)設(shè)置于所述星載計(jì)算機(jī)艙段內(nèi)；

所述通訊分系統(tǒng)包括VHF / UHF收發(fā)器和若干天線；

所述VHF / UHF收發(fā)器設(shè)置于所述測(cè)控通訊艙段內(nèi)；

所述天線垂直于所述鋁合金板設(shè)置；

所述姿態(tài)控制分系統(tǒng)包括：磁強(qiáng)計(jì)和三軸磁力矩器；

所述磁強(qiáng)計(jì)，用于與地球地磁場模型進(jìn)行對(duì)比以確定所述預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星的姿態(tài)；

所述三軸磁力矩器用于將所述預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星調(diào)整至所述姿態(tài)；

所述磁強(qiáng)計(jì)和三軸磁力矩器設(shè)置于所述姿態(tài)控制艙段內(nèi)；

所述鋁合金板外表面涂抹有隔熱材料。

2.一種基于Cubesat衛(wèi)星的PM2.5的監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，包括：目標(biāo)圖像獲取模塊和濃度值和分布獲取模塊；

所述目標(biāo)圖像獲取模塊，用于利用預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星攜帶的成像系統(tǒng)，記錄激光發(fā)射平臺(tái)向外部空間發(fā)射的激光的散射光，得到目標(biāo)圖像；

所述濃度值和分布獲取模塊，用于每間隔第一預(yù)設(shè)時(shí)間，將所述目標(biāo)圖像發(fā)送至地面分析設(shè)備以使所述地面分析設(shè)備根據(jù)所述目標(biāo)圖像，獲取PM2.5的濃度值及分布；

所述濃度值和分布獲取模塊，還用于根據(jù)在第二預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的PM2.5的濃度值及分布變化，預(yù)測(cè)所述外部空間內(nèi)PM2.5的濃度值及分布的變化趨勢(shì)；

所述預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星為低軌道預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星，運(yùn)行于太陽同步回歸軌道；

所述預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星為100×100×200mm3的長方體，采用層板式2U結(jié)構(gòu)；

所述預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星包括：結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)、星載計(jì)算機(jī)分系統(tǒng)、通訊分系統(tǒng)、熱控分系統(tǒng)、姿態(tài)控制分系統(tǒng)和有效載荷系統(tǒng)；其中，所述有效載荷系統(tǒng)為所述成像系統(tǒng)；

所述結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)包括預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星主體從下到上依次設(shè)置的電源艙段、星載計(jì)算機(jī)艙段、姿態(tài)控制艙段、測(cè)控通訊艙段、有效載荷艙段以及圍合各所述艙段的四塊鋁合金板；

所述電源分系統(tǒng)包括：太陽能電池組、蓄電池組和DC/DC變換器；

所述太陽能電池組包括若干太陽能電池片，所述太陽能電池片設(shè)置于平行所述鋁合金板的蜂窩夾層結(jié)構(gòu)基板上；

所述蓄電池組和所述DC/DC變換器設(shè)置于所述電源艙段內(nèi)；

所述星載計(jì)算機(jī)分系統(tǒng)為具備日常星務(wù)管理、與各系統(tǒng)的通訊以及對(duì)各系統(tǒng)進(jìn)行控制功能的計(jì)算機(jī)；

所述計(jì)算機(jī)設(shè)置于所述星載計(jì)算機(jī)艙段內(nèi)；

所述通訊分系統(tǒng)包括VHF / UHF收發(fā)器和若干天線；

所述VHF / UHF收發(fā)器設(shè)置于所述測(cè)控通訊艙段內(nèi)；

所述天線垂直于所述鋁合金板設(shè)置；

所述姿態(tài)控制分系統(tǒng)包括：磁強(qiáng)計(jì)和三軸磁力矩器；

所述磁強(qiáng)計(jì)，用于與地球地磁場模型進(jìn)行對(duì)比以確定所述預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星的姿態(tài)；

所述三軸磁力矩器用于將所述預(yù)設(shè)Cubesat衛(wèi)星調(diào)整至所述姿態(tài)；

所述磁強(qiáng)計(jì)和三軸磁力矩器設(shè)置于所述姿態(tài)控制艙段內(nèi)；

所述鋁合金板外表面涂抹有隔熱材料。