本發(fā)明公開了一種基于低軌衛(wèi)星的自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及方法，涉及自然災(zāi)害監(jiān)測及防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)領(lǐng)域，利用低軌衛(wèi)星通信技術(shù)，將自然災(zāi)害監(jiān)測站獲取到的沉降位移監(jiān)測數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息以及高精度位置信息通過低軌衛(wèi)星傳輸至遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)處理中心，經(jīng)分析處理后生成預(yù)警信息，通過低軌衛(wèi)星發(fā)送至多級預(yù)警系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)自然災(zāi)害監(jiān)測信息傳輸以及預(yù)警信息發(fā)布，使得自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警無通信范圍限制，實(shí)現(xiàn)廣域的自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警，有效提升自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警時效性、可靠性，提高預(yù)警監(jiān)測科技水平，提升預(yù)警能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自然災(zāi)害監(jiān)測及防災(zāi)減災(zāi)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于低軌衛(wèi)星的自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

我國幅員遼闊，地質(zhì)、地貌復(fù)雜且多樣，因此也是世界上遭受自然災(zāi)害影響最嚴(yán)重的國家之一，火災(zāi)、地震、洪水、臺風(fēng)等自然災(zāi)害頻頻發(fā)生，對社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民財產(chǎn)安全造成重大損失，同時對人類賴以生存的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。目前自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警主要采用專業(yè)監(jiān)測與群測群防相結(jié)合的方式，雖然已普遍覆蓋大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)、村落，但是現(xiàn)有技術(shù)條件仍然存在效率低、傳輸穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)可靠性不足、災(zāi)害發(fā)現(xiàn)或預(yù)警不及時等問題，無法實(shí)現(xiàn)長時間連續(xù)不間斷的監(jiān)測與預(yù)警。

現(xiàn)行的專業(yè)監(jiān)測在廣泛應(yīng)用地面低功耗廣域網(wǎng)技術(shù)(如LoRa、NB-IoT等)，采用地面公網(wǎng)與專網(wǎng)相結(jié)合，提升了監(jiān)測覆蓋范圍；群測群防主要依靠現(xiàn)場人員通過手機(jī)APP將現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集并上報。但是此類方式主要適用于人口密集區(qū)域，目前仍然有較多環(huán)境復(fù)雜區(qū)域(如山區(qū)、海洋、戈壁等)沒有地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋，無法實(shí)現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的實(shí)時、可靠、有效地采集、回傳，以及預(yù)警信息的及時發(fā)布。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明目的在于提供一種基于低軌衛(wèi)星的自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)及方法，以解決現(xiàn)有的監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域受限制或者穩(wěn)定性較差的環(huán)境中，監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸和預(yù)警信息發(fā)布的信息傳輸問題。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種基于低軌衛(wèi)星的自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，包括：自然災(zāi)害監(jiān)測站，其用于實(shí)時采集缺乏地面網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的自然環(huán)境監(jiān)測信息、監(jiān)測設(shè)備狀態(tài)信息和位置信息并將其整理為數(shù)據(jù)包發(fā)送給所述低軌衛(wèi)星星座；低軌衛(wèi)星星座，其設(shè)有多個低軌衛(wèi)星，多個所述低軌衛(wèi)星之間設(shè)有星間鏈路，所述數(shù)據(jù)包傳輸至所述低軌衛(wèi)星，并通過所述星間鏈路傳輸數(shù)據(jù)包，然后通過低軌衛(wèi)星將數(shù)據(jù)包發(fā)送至遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)處理中心；遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)處理中心，其設(shè)有數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)庫內(nèi)設(shè)有歷史數(shù)據(jù)，所述遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)處理中心對數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析處理并得到不同等級的預(yù)警信息，所述預(yù)警信息傳輸給所述低軌衛(wèi)星，所述預(yù)警信息經(jīng)由所述星間鏈路傳輸給低軌衛(wèi)星，并傳遞給多級預(yù)警系統(tǒng)；多級預(yù)警系統(tǒng)，其包括監(jiān)測平臺和移動設(shè)備，所述監(jiān)測平臺和移動設(shè)備用于接收預(yù)警信息，并根據(jù)預(yù)警信息的級別發(fā)布相應(yīng)的控制指令，控制指令通過所述多級預(yù)警系統(tǒng)傳輸給所述低軌衛(wèi)星，再經(jīng)過所述星間鏈路傳輸至低軌衛(wèi)星，通過低軌衛(wèi)星傳輸于所述自然災(zāi)害監(jiān)測站調(diào)取相關(guān)的實(shí)時監(jiān)測信息，通過所述監(jiān)測平臺完成預(yù)警信息發(fā)布。

在本方案中，利用低軌衛(wèi)星通信技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)覆蓋較差的區(qū)域，多個低軌衛(wèi)星通過星間鏈路組成的低軌衛(wèi)星星座來作為信息傳輸鏈路，自然災(zāi)害監(jiān)測站獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)信息以及高精度位置信息通過低軌衛(wèi)星沿星間鏈路傳輸至遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)處理中心，經(jīng)分析處理后生成預(yù)警信息，通過低軌衛(wèi)星發(fā)送至多級預(yù)警系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)自然災(zāi)害監(jiān)測信息傳輸以及預(yù)警信息發(fā)布，使得自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警無通信范圍限制，實(shí)現(xiàn)廣域的自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警，有效提升自然災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警時效性、可靠性，提高預(yù)警監(jiān)測科技水平，提升預(yù)警能力。

進(jìn)一步地，所述遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)處理中心內(nèi)設(shè)有災(zāi)害等級判斷系統(tǒng)，所述災(zāi)害等級判斷系統(tǒng)根據(jù)所述數(shù)據(jù)庫的歷史數(shù)據(jù)設(shè)定相應(yīng)閾值，所述遠(yuǎn)程控制與數(shù)據(jù)處理中心對數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼、分析處理，并將處理后的數(shù)據(jù)導(dǎo)入預(yù)設(shè)的所述閾值中，通過將處理后的數(shù)據(jù)與閾值做比對，生成相應(yīng)等級的預(yù)警信息并通過所述低軌衛(wèi)星傳遞于所述多級預(yù)警系統(tǒng)。