[发明专利]局域全闪定位网的地闪回击脉冲检出系统及方法

说明书

一种局域全闪定位网的地闪回击脉冲检出的系统及方法，该系统包括：寻峰模块，寻找甚低频/低频频段的电场原始数据中的各个波峰及对应的峰值；特征参数模块，根据所述电场原始数据，确定各波峰脉冲波形的特征参数；判断模块，根据峰值的正负判断该波峰的脉冲极性即正极性脉冲或负极性脉冲，并根据所述脉冲极性判断所述特征参数是否满足各特征参数的阈值范围，确定各测站探测到的脉冲的类型；综合判断模块，根据判断模块中至少一个测站对同一脉冲的类型判断结果，确定脉冲的最终类型。通过分析各波峰脉冲波形的特征参数，以及区分正、负极性脉冲，能够识别出脉冲的类型，实现对数据的并行处理，同时还具有处理效率高和识别准确率高的优点。

技术领域

本发明涉及闪电识别领域，尤其涉及一种局域全闪定位网的地闪回击脉冲检出系统及方法。

背景技术

自然界中的闪电类型按闪电通道是否接地可分为两种，地闪和云闪。两种不同的放电类型会在快电场天线上产生不同的信号变化。早在上世纪八十年代，Lin et al.(1979)详细分析了美国佛罗里达州的闪电产生的快电场波形，分别给出了在不同距离范围内的首次回击与继后回击的典型垂直电场。随后又有许多学者研究了不同地区的回击波形特征(Cooray and Lunquist，1982，1985；Krider et al.，1996；郄秀书等，1998，2001；张其林等，2003；张义军等，2003)以及近距离的人工触发闪电的电磁场波形特征(Schoene etal.，2003；Qie et al.，2014)。这些特征一般包括：10％-90％上升沿时间，慢前沿持续时间，快变化时间，过零时间，反极性过冲与回击峰值比，半峰值宽度以及回击电流强度。Krider et al.(1980)首次应用了一种波形识别算法将地闪回击信号与探测器测量到的其他信号区分开来。Johannsdottir(1993)和Soerensen(1995)对波形识别算法分别进行了回顾和总结。

实际应用中的闪电定位系统一般给出地闪回击或全闪(云闪+地闪)的定位结果，这就需要定位系统能够对采集到的地闪放电过程产生的电场或磁场信号具备较好的识别能力，将其与云闪脉冲加以区分。而虽然三维闪电定位系统能给出放电脉冲所在高度，但对于较低高度的脉冲(如：2km以下)，国际上暂时无合适的标准进行区分，地闪识别稳定性较差，不适合实际应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种局域全闪定位网的地闪回击脉冲检出系统及方法，以解决上述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

本发明的一方面，提供了一种局域全闪定位网的地闪回击脉冲检出系统，包括：

寻峰模块，用于寻找甚低频/低频电场原始数据中的各个波峰及对应的峰值；

特征参数模块，用于根据所述电场原始数据，确定各波峰脉冲波形的十二项特征参数；

判断模块，用于根据所述峰值的正负判断该波峰的脉冲极性即正极性脉冲或负极性脉冲，并根据所述脉冲极性判断所述特征参数是否满足各特征参数的阈值范围，从而确定各测站探测到的脉冲的类型；

综合判断模块，用于根据判断模块中至少一个测站对同一脉冲的类型判断结果，确定该脉冲的最终类型。

在本发明的一些实施例中，所述特征参数模块确定各波峰脉冲波形的十二项特征参数指，所述特征参数模块确定在1ms内采样点为5000的脉冲识别窗口中的十二项特征参数：

上升沿持续时间t_r＝T_P1-T_a1，为脉冲上升部分的10％幅度位置a1点到脉冲的最高峰值点P1的时间差；

下降沿持续时间t_f＝T_b1-T_P1，为P1到脉冲下降部分10％幅度位置b1的时间差；