[发明专利]一种基于大气电场仪和雷云移动的雷电预警方法

摘要

一种基于大气电场仪和雷云移动的雷电预警方法，通过多普勒雷达获取雷达回波定位数据，使用空间交叉相关计算可以获得的雷电云的移动矢量；使用大气电场仪可以获取到雷电发生前后该地区的电场强度矩阵图，并将该地区的电场矩阵图划分为若干块区域矩阵图；提取雷电发生前后该区域的电场矩阵图，通过对比分析可以得出电场强度变化值；结合雷电云的移动矢量，可以确定雷电云即将移动到的区域即为雷电预警区域；将该预警区域的电场强度矩阵与电场强度变化值进行关联分析，最终得出雷电预警区域的电场强度矩阵，从而实现雷电预警功能。

主权项

一种基于大气电场仪和雷云移动的雷电预警方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：通过气象监测网获取多普勒雷达的回波反射数据，根据空间交叉相关计算，计算公式如下：$R=\frac{{\mathrm{\Σ}}_k\[Z_1\left(k\right)*Z_2-\left(k\right)\]-\frac{1}{N}{\mathrm{\Σ}}_k{Z}_1\left(k\right){\mathrm{\Σ}}_k{Z}_2\left(k\right)}{\[\left({\mathrm{\Σ}}_k{Z}_1^2\right(k)-N\stackrel{\‾}{Z_1^2})*\left({\mathrm{\Σ}}_k{Z}_2^2\right(k)-N\stackrel{\‾}{Z_2^2})\]}$其中R空间交叉相关系数，Z₁(k)为t₁时刻的雷达回波定位场，Z₂(k)为t2时刻的雷达回波定位场，k为雷电场的移动次数，N为划分出的雷达回波场区域数；为计算出来的相关系数逐一比较，取最大相关系数，作为该区域在下一时刻的位置，把本时刻区域中心点和下一时区域中心点相连，就能得出雷电定位矩阵的移动矢量步骤2：将雷电发生前的时间定为t₀，发生时的时间定为t₁，预警的雷电发生时间为t₂。通过大气电场仪监测系统获取t₀时刻的电场强度数据，制作为电场强度矩阵A；并获取在t₁时刻的电场强度数据，制作电场强度矩阵B；步骤3：将雷电预警的区域在矩阵A和矩阵B中的部分截取出来，分别制作雷电子矩阵A1和雷电子矩阵B1，通过分析两个雷电矩阵的电场强度值，获取雷电定位数据生成前后的电场强度的变化度，用矩阵中每一个点进行关联性分析，获取变化度的矩阵F；变化度计算公式如下：$F=\frac{B1}{A1}$步骤4：通过结合雷电定位矩阵以及测算出的移动矢量推测下一个预警区域，并在矩阵B中得到预警区域的电场强度矩阵图B2，通过电场强度变化矩阵F，获取t₂时刻的雷电预警区域预警矩阵图B2`；雷电预警矩阵计算公式如下：$B2=B*\stackrel{\→}{V}$B2`＝B2*F。