[发明专利]甚低频全闪电定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及气象观测设备，具体涉及甚低频全闪电定位系统。

背景技术

闪电是严重的自然灾害之一，可引起森林和油库火灾、造成供电及通讯信息系统故障或损坏，对航天航空、矿山及一些重要而敏感的高技术装备等具有重大威胁。八十年代以后，闪电引起的危害显著增加，特别是与高新技术关系密切的领域，如航空航天、国防、通讯、电力、计算机、电子工业等由于广泛应用对闪电电磁干扰极为敏感的大规模及超大规模集成电路致使遭雷击的几率大大增加；据保守估计，我国每年因雷害造成的直接经济损失超过数亿元，而由此造成的间接经济损失和影响难以估计，由于其成灾迅速而给其研究、预报和防治带来了极大的困难。现有技术中多注意地闪回击探测，还没有有效的可用于云内闪电活动探测的技术和闪电放电事件识别方法。

而闪电探测和定位系统能对雷电活动进行预警，从而减小闪电所导致的有害影响。由于闪电定位系统能够不间断地监测“地闪”和“云闪”时空演变，所以这些系统也可用于确定一个指定区域内发生闪电的数量，以及放电参数的统计特征，因此发展闪电探测技术和预警预报方法是当前非常迫切的任务。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，设计一种甚低频全闪电定位系统，该系统通过软件设计的浮动触发电平，连续捕获记录闪电脉冲波形而无死时间。该系统即可用于确定一个指定区域内发生闪电的数量，以及放电参数的统计特征，用于雷电活动进行预警，也可用于闪电机理的科学研究。

为实现上述目的，本发明的技术方案是采用一种甚低频全闪电定位系统，该系统包括至少四个闪电定位监测站点，所述闪电定位监测站点内设有甚低频闪电辐射接收机、GPS接收机、计算机。所述站点采用连续无间隔捕获闪电脉冲波形及其到达的绝对时间的方法、通过互联网实现各站点数据的传输，利用闪电电场变化辐射脉冲到达各站点的时间差，通过计算机软件分析、处理，实现对闪电放电事件二维和三维定位，以及不同放电类型的识别和闪电特征放电参数确定。

其中，所述甚低频闪电辐射接收机包括依次连接的接收天线、积分放大器、滤波器、驱动输出电路，所述接收机将闪电瞬态电场变化信号传送给计算机中的数据采集卡。所述接收机用于探测接收闪电产生的瞬态电场变化。

其中，所述计算机内设有所述数据采集卡及数据处理软件，所述数据处理软件用于分析、处理闪电波形，闪电发生的时间及方位。

其中，所述GPS接收机(模块)设置与所述甚低频闪电辐射接收机在所述计算机内。所述GPS接收机(模块)用于采样频率校正，输出准确的频率信号，同时也向系统提供精确的时间基准。

其中，所述甚低频闪电辐射接收机设置在室外的玻璃钢防护罩内。

其中，所述计算机内闪电脉冲波形捕获采用浮动触发电平与存储器，当接收到的监测信号大于软件浮动设定的阈值后，所述采集软件捕获闪电脉冲波形和时间戳，并将所述信号存储到所述存储器内，同时通过互联网传输数据。

本发明的优点和有益效果在于：在上述硬件与软件的配合下，该系统可用于确定一个指定区域内发生闪电的数量、位置、闪电放电类型、以及相应放电参数的统计特征，并能对雷电活动进行预警。

附图说明

图1是本发明甚低频全闪电定位系统框图；

图2是本发明甚低频全闪电定位系统中甚低频闪电辐射接收机系统框图；

图3是本发明甚低频全闪电定位系统中甚低频闪电辐射接收机的防护罩结构示意图；

图4是本发明甚低频全闪电定位系统中存储程序框图；

图5是本发明甚低频全闪电定位系统中数据采集方式原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如附图1至图5所示，本发明具体实施的技术方案是：

如附图1所示一种甚低频全闪电定位系统，该系统包括至少四个闪电定位监测站点，所述闪电定位监测站点内设有甚低频闪电辐射接收机(图中的探头)、计算机、GPS接收机。所述站点利用GPS接收机提供的精确时钟，得到闪电电场变化脉冲到达各站点的时间，并记录闪电快电场变化波形，通过计算机对所获数据进行初步的处理，通过互联网将数据实时发送到用于分析、处理所述脉冲的计算机，通过专用软件对闪电放电事件进行定位、放电类型识别、统计处理多种放电参数。