[发明专利]一种雷暴实时监测预警系统

权利要求书

1.一种雷暴实时监测预警系统，其特征在于，所述雷暴实时监测系统包括：至少三个前端闪电VLF/LF甚低频/低频信号探测装置、网络传输模块、雷暴监测预警监控中心；所述前端闪电VLF/LF甚低频/低频信号探测装置均通过所述网络传输模块与所述雷暴监测预警监控中心通信连接；

所述前端闪电VLF/LF甚低频/低频信号探测装置包括闪电VLF/LF信号探测传感器模块、信号滤波模块、闪电VLF/LF甚低频/低频信号采集模块、中央处理模块、GPS模块、存储模块；

所述闪电VLF/LF信号采集模块用于通过所述闪电VLF/LF信号探测传感器模块采集VLF/LF甚低频/低频信号；

所述信号滤波模块用于将所述VLF/LF甚低频/低频信号转换成所述中央处理器所需的信号形式；

所述GPS模块与所述中央处理模块连接，利用其精度达到几十纳秒级，用于实现所述前端闪电VLF/LF甚低频/低频信号探测装置的GPS远程定位与定位时钟授时同步；

所述中央处理模块用于对转换后的信号进行分析处理，并将处理后的结果通过所述网络传输模块发送至雷暴监测预警监控中心；

所述存储模块用于存储所述中央处理模块处理的数据结果；

所述前端闪电VLF/LF甚低频/低频信号探测装置还包括网络传输模块，所述网络传输模块包括网络交换机设备、4G/3G/2G无线网络传输模块；所述网络传输模块与所述雷暴监测预警监控中心之间通过有线或者无线进行通信连接；所述网络传输模块用于将所述中央处理模块的处理结果发送至雷暴监测预警监控中心；

在雷电监测现场设置VLF/LF甚低频/低频信号探测装置，对雷电现象进行实时监测，并将监测结果通过网络传输模块发送至雷暴监测预警监控中心，通过对监控终端区部署VLF/LF甚低频/低频信号探测装置，实现对局地强雷暴进行监测和预警，对雷电安全隐患进行消除，补足气象雷达难以探测区域的强对流活动监测；

所述雷暴实时监测预警系统还包括服务器、PC设备和移动设备；

所述服务器与所述网络传输模块通信连接，实时分析处理所述前端闪电VLF/LF甚低频/低频信号探测装置上报的数据；所述PC设备以及所述移动设备与所述服务器通信，用于呈现所述服务器分析的数据结果；

所述服务器包括通信处理模块、雷电定位模块；

所述通信处理模块通过所述网络传输模块与所述前端闪电VLF/LF甚低频/低频信号探测装置进行通信，实时接收所述前端闪电VLF/LF甚低频/低频信号探测装置上报的的数据并对数据进行协议解析；所述通信处理模块实现同时接收多个探测点数据，实现点对多点通信；

所述雷电定位模块实时分析所述通信处理模块的处理结果，至少获得三个或者三个以上探测点的电磁场强数据，根据到达时间差算法，算出闪电发生的位置、闪电强度和闪电发生的时间信息；

服务器还包括：雷暴核分析模块、雷暴预警模块、数据存储模块；

所述雷暴核分析模块根据所述雷电定位模块的定位结果，结合一段时间内闪电频次和闪电强度，采用聚类算法算出某个区域内的雷暴核心区，并分析雷暴核的演变过程；

所述雷暴预警模块，对某一段时间的雷暴演变过程进行分析，根据雷电演变所在区域和雷电强度变化趋势，设定报警阈值，当雷电强度或者演变速度达到预设阈值时，系统会发出语音提示或短信提醒；

所述数据存储模块，通过数据库访问接口，实现将雷电监控数据和雷暴核分析处理数据存储到对应的数据库中；

所述PC设备包括电子地图模块、雷达图叠加模块、航路叠加模块、气象云图叠加模块；

所述电子地图模块，通过调用电子地图接口，实现地图放大、缩小、位置定位、 图层叠加功能；

所述雷达图叠加模块是将雷达图叠加到所述电子地图模块上呈现；

所述航路叠加模块是将飞机飞行航路叠加到所述的电子地图模块上呈现；

所述气象云图叠加模块是将气象云图叠加到所述的电子地图模块上呈现；

所述PC设备还包括雷暴核历史轨迹回放模块、雷电网格化呈现模块、雷暴核外推临近预报模块；

所述雷暴核历史轨迹回放模块，根据雷暴发生的时间进行历史数据查询，在所述的电子地图模块上呈现该时间段的雷暴监测数据，以及雷暴核移动轨迹；

所述雷电网格化呈现模块，将雷电定位数据进行网格化处理后呈现在地图上，以不同的颜色标注不同强度的雷电；

所述雷暴核外推临近预报模块，根据一段时间雷暴核内闪电频次的强弱 变化，拟合计算出未来一段时间雷暴强弱发展趋势。