[发明专利]雷电多物理效应同步融合探测装置及方法

权利要求书

1.一种雷电多物理效应同步融合探测装置，其特征在于，它包括电磁场天线(1)、静电感应极板(2)、MEMS大气电场处理模块(5)和雷电信号识别与处理模块(6)，所述电磁场天线(1)用于接收电磁场信号，静电感应极板(2)用于感应大气静电场信号；

MEMS大气电场处理模块(5)用于将大气静电场信号转换为静电场场强数值，并得到对应的静电场场强变化波形；

雷电信号识别与处理模块(6)用于通过静电场场强变化波形得到静电场场强波形变化特征，并在原有的雷电电磁场信号识别判据模型的基础上，利用电磁场信号与大气静电场信号的时空相关性，融合静电场场强数值和静电场场强波形变化特征，建立雷电电磁场波形辅助识别模型；

雷电信号识别与处理模块(6)用于利用原有的雷电电磁场信号识别判据模型对输入的电磁场信号进行识别，当输入的电磁场信号符合原有的雷电电磁场信号识别判据模型中典型雷电信号特征判据时，确认为雷电电磁场信号，雷电信号识别与处理模块(6)用于对未被确认为雷电电磁场信号的电磁场信号利用雷电电磁场波形辅助识别模型，进行电磁场信号与大气静电场信号在空间和时间上的相关性的判断，以及进行电磁场信号与静电场场强波形变化特征相关性的判断，并根据判断结果进行电磁场信号是否为雷电电磁场信号的二次确认。

2.根据权利要求1所述的雷电多物理效应同步融合探测装置，其特征在于：它还包括光学摄像机(3)和雷电光学影像监拍模块(4)，光学摄像机(3)用于监拍雷电过程的光学影像，光学摄像机(3)内部具有感光部件可获取雷电多物理效应同步融合探测装置站点周边视距范围内的光强信息并产生光强触发，雷电光学影像监拍模块(4)用于利用光强信息并结合MEMS大气电场处理模块(5)输出的静电场场强数值和雷电信号识别与处理模块(6)输出的雷电电磁场信号以及中心站(8)反馈的雷电预警信息、雷电定位信息和中心站(8)发送的操作指令建立雷电光学影像监拍工作模式处理模型，并根据雷电光学影像监拍工作模式处理模型判断视距范围内是否有雷电发生的可能。

3.根据权利要求2所述的雷电多物理效应同步融合探测装置，其特征在于：雷电光学影像监拍模块(4)还用于利用光强信息并结合MEMS大气电场处理模块(5)输出的静电场场强和雷电信号识别与处理模块(6)输出的雷电电磁场信号以及中心站(8)反馈的雷电预警信息和雷电定位信息，形成雷电光学影像监拍模块(4)的L0～L4级工作状态。

4.根据权利要求3所述的雷电多物理效应同步融合探测装置，其特征在于：L0级工作状态为静默状态，雷电光学影像监拍模块(4)的运行功耗最低，雷电光学影像监拍模块(4)内部实时时钟电路守时，仅运行实时时钟电路和触发唤醒电路，每天两次定期唤醒，利用LTE-Cat1模式上报状态报文；

L1级工作状态为待机状态，在L0级工作状态的基础上通信模式调整为间隔在线，在线间隔可调，利用LTE-Cat1模式通信。

5.根据权利要求4所述的雷电多物理效应同步融合探测装置，其特征在于：L2级工作状态中雷电光学影像监拍模块(4)内部实时时钟电路守时，每日一次GNSS时间校准，光学摄像机(3)处于受控拍照模式，光学摄像机(3)根据指令开机，获取站点周边照片或以25fps帧速获取影像资料，雷电光学影像监拍模块(4)处于在线状态，利用LTE-Cat1模式通信；

L3级工作状态中雷电光学影像监拍模块(4)在线运行，时间为GNSS同步授时，光学摄像机(3)处于预触发状态，默认以150fps帧速运行，帧速25fps～200fps可调，雷电光学影像监拍模块(4)默认循环预存5s时长的影像数据，预存时长0s～10s可调，利用LTE-Cat1模式进行指令性操作和状态报文，实时监测光强触发。