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原文传递成像差分吸收光谱仪采集高架点源气体层析数据的方法

专利名称：	成像差分吸收光谱仪采集高架点源气体层析数据的方法
摘要：	本发明公开了一种成像差分吸收光谱仪采集高架点源气体层析数据的方法，以使得采集的数据能被后续用于断层截面重建。在高架点源下风处的水平地面上，将两台成像差分吸收光谱仪排列在同一直线上。调整其方位角，使光谱仪垂直方向的视场在同一竖直平面内。正式采集数据之前，对气体污染物进行预扫描，根据预扫描的结果调整光谱仪的仰角，使气体的扩散被限制在光谱仪的视场角范围内，并根据气体扩散情况选择自动或手动采集数据。采用本发明可以连续采集大气污染物断层图像的气体柱浓度，提高了气体（NO2、SO2）扩散断层重建数据的时间解析度。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	安徽;34
申请人：	中国科学院合肥物质科学研究院
发明人：	司福祺;钟鸣宇
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-13T00:00:00+0800
发布日期：	2019-11-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910508785.6
公开号：	CN110411950A
代理机构：	安徽合肥华信知识产权代理有限公司
代理人：	余成俊
分类号：	G01N21/17(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	230031 安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号
主权项：	1.成像差分吸收光谱仪采集高架点源气体层析数据的方法，其特征在于：采用两台置于地面上的成像差分吸收光谱仪，对高架点源形成的气体烟羽的层析数据进行采集，依次具体包括以下步骤：（1）、初步确定两台成像差分吸收光谱仪的位置，使两台成像差分吸收光谱仪分别位于气体烟羽初始时在地面的投影的两侧，并沿气体烟羽移动方向调整两台成像差分吸收光谱仪的位置，使气体烟羽初始时的移动方向和两台成像差分吸收光谱仪之间地面上的水平连线的中垂线的夹角小于45度；（2）、确定两台成像差分吸收光谱仪的间距，使两台成像差分吸收光谱仪的间距大于高架点源高度的两倍；（3）、初步确定两台成像差分吸收光谱仪之间相对方位角，使每台成像差分吸收光谱仪的镜头指向对面的成像差分吸收光谱仪，并使两台成像差分吸收光谱仪在竖直方向的视场范围在同一平面内；（4）、初步确定两台成像差分吸收光谱仪的仰角，使气体烟羽初始时分别全部包含在两台成像差分吸收光谱仪在竖直方向的视场范围内；（5）、在步骤（1）初步确定的相对位置、步骤（2）确定的间距、步骤（3）初步确定的相对方位角和步骤（4）初步确定的仰角条件下，通过两台成像差分吸收光谱仪连续采集烟羽的层析数据；当气体烟羽的扩散范围超出两台成像差分吸收光谱仪在竖直方向的的视场范围时，调整两台成像差分吸收光谱仪的仰角以达到步骤（4）的仰角要求，然后继续采集层析数据；当气体烟羽的移动方向和两台成像差分吸收光谱仪之间连线的中垂线的夹角不满足步骤（1）中的要求时，停止采集数据并重新调整两台成像差分吸收光谱仪的相对位置、相对方位角和仰角，使两台成像差分吸收光谱仪的相对位置符合步骤（1）的要求、相对方位角符合步骤（3）的要求、仰角符合步骤（4）的要求后，再进行层析数据的采集。 2.根据权利要求1所述的成像差分吸收光谱仪采集高架点源气体层析数据的方法，其特征在于：步骤（1）中，气体烟羽初始时在地面的投影为气体烟羽的实际投影，或者是根据气体烟羽的传播方向估计出的投影。 3.根据权利要求1所述的成像差分吸收光谱仪采集高架点源气体层析数据的方法，其特征在于：步骤（2）中，高架点源的高度使用激光测距仪并利用三角形原理测得；两台成像差分吸收光谱仪之间间距，在两台成像差分吸收光谱仪之间没有障碍物时使用激光测距仪直接测得，在两台成像差分吸收光谱仪之间有障碍物时，通过两台成像差分吸收光谱仪在电子地图上的位置得到。 4.根据权利要求1所述的成像差分吸收光谱仪采集高架点源气体层析数据的方法，其特征在于：步骤（3）中，当两台成像差分吸收光谱仪之间没有障碍物遮挡视线时，分别令每台成像差分吸收光谱仪进行水平扫描，扫描间隔0.1度，根据扫描图像的DN值和地面标志物确定对面成像差分吸收光谱仪的方位角，进而得到两台成像差分吸收光谱仪的相对方位角；当两台成像差分吸收光谱仪之间有障碍物遮挡视线时，利用电子地图或经纬度计算两台成像差分吸收光谱仪的相对方位角。 5.根据权利要求1所述的成像差分吸收光谱仪采集高架点源气体层析数据的方法，其特征在于：步骤（4）中，分别将每台成像差分吸收光谱仪分别以仰角45度对高架点源进行预扫描，并从高架点源上风处开始预扫描，直到每台成像差分吸收光谱仪已明显将超过另一台光谱仪所在的方位角，将扫描结果输入计算机中进行反演，根据反演得到的二维平面分布图，根据二维平面分布图确定两台成像差分吸收光谱仪的仰角是否满足气体烟羽全部包含在两台成像差分吸收光谱仪在竖直方向的视场范围内。 6.根据权利要求1所述的成像差分吸收光谱仪采集高架点源气体层析数据的方法，其特征在于：步骤（5）中，将层析数据送入计算机中，在计算机中采用层析图像重建算法进行重建得到重建图像，根据重建图像监测气体烟羽的位置，并判断气体烟羽的移动方向和两台成像差分吸收光谱仪之间连线的中垂线的夹角是否满足步骤（1）的要求。
所属类别：	发明专利