一种闪电定位方法

本发明涉及闪电定位，具体而言，涉及一种闪电定位方法。

背景技术：

1、受雷电灾害的危害程度不断加剧,由此对社会产生的影响和经济损失也越来越大。做好雷电活动的有效监测预测和研究,对于防雷减灾工作的顺利推进,具有十分重要的现实意义。

2、雷电出现的本质就是雷云中有不断变化的电荷出现,另外,雷电出现时也会对电磁场强度产生影响。在判断雷电天气时可根据电磁场强度变化进行，对雷电天气影响范围、开始和结束时间、位置信息等进行判断。

3、当基于电磁波信号进行闪电定位过程中受多种环境因素影响，因此，基于电磁波信号定位可能存在定位误差的问题，因此，如何提高闪电定位数据的准确性和代表性是技术发展的重要趋势。

技术实现思路

1、鉴于此，本发明提出了一种闪电定位方法，主要是为了解决如何提高闪电定位数据的准确性和代表性的问题。

2、本发明提出了一种闪电定位方法，该方法包括：

3、获取多个闪电探测站的定位信息；

4、采集多个所述闪电探测站的布站数据以及闪电数据；

5、其中，所述布站数据包括：多个所述闪电探测站形成的定位网络覆盖区域的直径以及多个所述闪电探测站的测时误差；所述闪电数据包括：闪电光信号数据、闪电雷声信号数据、电磁回波信号数据；

6、根据所述电磁回波信号确定闪电到达各所述闪电探测站的电磁回波时长ai，i＝1，2，…，n；

7、基于到达时间差定位原理根据闪电到达各所述闪电探测站的电磁回波时长ai以及各所述闪电探测站的定位数据确定初始闪电位置；

8、根据所述布站数据确定其对闪电到达各所述闪电探测站的电磁回波时长ai的电磁回波受影响程度系数；

9、根据所述电磁回波受影响程度系数确定是否基于所述闪电光信号数据和闪电雷声信号数据对所述初始闪电位置进行辅助验证；

10、当不对所述初始闪电位置进行辅助验证时，将所述初始闪电位置作为最终闪电位置；

11、当对所述初始闪电位置进行辅助验证且辅助验证结果为通过时将所述初始闪电位置作为最终闪电位置，当对所述初始闪电位置进行辅助验证且辅助验证结果为不通过时进行二次定位。

12、在本技术的一些实施例中，在根据所述布站数据确定其对闪电到达各所述闪电探测站的电磁回波时长ai的电磁回波受影响程度系数时，还包括：

13、预先设定初始电磁回波受影响程度系数d/km，且d＝1；

14、获取多个所述闪电探测站形成的定位网络覆盖区域的直径e；

15、预先设定第一覆盖区域直径e1、第二覆盖区域直径e2、第三覆盖区域直径e3、第三覆盖区域直径e4，且e1＞e2＞e3＞e4；预先设定第一预设调整系数e1、第二预设调整系数e2、第三预设调整系数e3、第四预设调整系数e4，且1.1＞e1＞e2＞1＞e3＞e4＞0.9；

16、当e≥e1时，选定第一预设调整系数e1对初始电磁回波受影响程度系数d进行调整，调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*e1；

17、当e1＞e≥e2时，选定第二预设调整系数e2对初始电磁回波受影响程度系数d进行调整，调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*e2；

18、当e2＞e≥e3时，选定第三预设调整系数e3对初始电磁回波受影响程度系数d进行调整，调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*e3；

19、当e3＞e≥e4时，选定第四预设调整系数e4对初始电磁回波受影响程度系数d进行调整，调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*e4。

20、在本技术的一些实施例中，在选定第a预设调整系数ea对初始电磁回波受影响程度系数d进行调整，a＝1，2，3，4，获得调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*ea后，还包括：

21、获取多个所述闪电探测站的测时误差均值f/μs；

22、预先设定第一预设测试误差值f1、第二预设测试误差值f2、第三预设测试误差值f3、第四预设测试误差值f4，且1.5＞f1＞f2＞1＞f3＞f4＞0.5；预先设定第一预设调整系数f1、第二预设调整系数f2、第三预设调整系数f3、第四预设调整系数f4，且1.1＞f1＞f2＞1＞f3＞f4＞0.9；

23、当f≥f1时，选定第一预设调整系数f1对调整后的初始电磁回波受影响程度系数d*ea进行二次调整，二次调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*ea*f1；

24、当f1＞f≥f2时，选定第二预设调整系数f2对调整后的初始电磁回波受影响程度系数d*ea进行二次调整，二次调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*ea*f2；

25、当f2＞f≥f3时，选定第三预设调整系数f3对调整后的初始电磁回波受影响程度系数d*ea进行二次调整，二次调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*ea*f3；

26、当f3＞f≥f4时，选定第四预设调整系数f4对调整后的初始电磁回波受影响程度系数d*ea进行二次调整，二次调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*ea*f4。

27、在本技术的一些实施例中，在选定第a预设调整系数fa对调整后的初始电磁回波受影响程度系数d*ea进行二次调整，a＝1，2，3，4，获得二次调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*ea*fa后，还包括：

28、获取所述初始闪电位置距多个所述闪电探测站的距离均值g/km；

29、预先设定第一预设距离值g1、第二预设距离值g2、第三预设距离值g3、第四预设距离值g4，且g1＞g2＞g3＞g4；预先设定第一预设调整系数g1、第二预设调整系数g2、第三预设调整系数g3、第四预设调整系数g4，且1.1＞g1＞g2＞1＞g3＞g4＞0.9；

30、当g≥g1时，选定第一预设调整系数g1对二次调整后的初始电磁回波受影响程度系数d*ea*fa进行三次调整，三次调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*ea*fa*g1；

31、当g1＞g≥g2时，选定第二预设调整系数g2对二次调整后的初始电磁回波受影响程度系数d*ea*fa进行三次调整，三次调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*ea*fa*g2；

32、当g2＞g≥g3时，选定第三预设调整系数g3对二次调整后的初始电磁回波受影响程度系数d*ea*fa进行三次调整，三次调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*ea*fa*g3；

33、当g1＞g≥g2时，选定第四预设调整系数g4对二次调整后的初始电磁回波受影响程度系数d*ea*fa进行三次调整，三次调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*ea*fa*g4。

34、在本技术的一些实施例中，在选定第a预设调整系数ga对二次调整后的初始电磁回波受影响程度系数d*ea*fa进行三次调整，a＝1，2，3，4，获得三次调整后的初始电磁回波受影响程度系数为d*ea*fa*ga后，还包括：

35、将三次调整后的初始电磁回波受影响程度系数d*ea*fa*ga作为最终电磁回波受影响程度系数d1；

36、当1.1≥d1≥0.9时，不对闪电到达各所述闪电探测站的电磁回波时长ai进行辅助验证；

37、当d1＞1.1或d1＜0.9时，对闪电到达各所述闪电探测站的电磁回波时长ai进行辅助验证。

38、在本技术的一些实施例中，在对闪电到达各所述闪电探测站的电磁回波时长ai进行辅助验证，包括：

39、获取各所述闪电探测站采集到所述闪电光信号和闪电雷声信号的时间差，根据时间差与音速的乘积计算闪电到达各所述闪电探测站的第一距离差值bi，i＝1，2，…，n；

40、获取各所述闪电探测站的环境温度值hi/℃，i＝1，2，，n；

41、当15≥h≥13时，则不对闪电到达各所述闪电探测站的第一距离差值bi进行修正；

42、当15＜h或h＜13时，则对闪电到达各所述闪电探测站的第一距离差值bi进行修正。

43、在本技术的一些实施例中，在对闪电到达各所述闪电探测站的第一距离差值bi进行修正时，包括：

44、当hi＞15时，预先设定第一预设环境温度值h1、第二预设环境温度值h2，且h1＞h2＝15；预先设定第一预设修正系数h1、第二预设修正系数h2，且1.1＞h1＞h2＞1；

45、当hi≥h1时，选定第一预设修正系数h1对第一距离差值bi进行调整，调整后的第一距离差值为bi*h1；

46、当h1＞hi＞h2时，选定第二预设修正系数h2对第一距离差值bi进行调整，调整后的第一距离差值为bi*h2。

47、在本技术的一些实施例中，在对闪电到达各所述闪电探测站的第一距离差值bi进行修正时，还包括：

48、当hi＜13时，预先设定第三预设环境温度值h3、第四预设环境温度值h4，且h4＜h3＝13；预先设定第三预设修正系数h3、第四预设修正系数h4，且0.9＜h4＜h3＜1；

49、当h4＜hi＜h3时，选定第三预设修正系数h3对第一距离差值bi进行调整，调整后的第一距离差值为bi*h3；

50、当hi≤h4时，选定第四预设修正系数h4对第一距离差值bi进行调整，调整后的第一距离差值为bi*h4。

51、在本技术的一些实施例中，在选定第a预设调整系数对第一距离差值bi进行调整，a＝1，2，3，4，获得调整后的第一距离差值为bi*ha后，还包括：

52、基于所述初始闪电位置计算各所述闪电探测站距所述初始闪电位置的第二距离差值ci，i＝1，2，…，n；

53、根据调整后的第一距离差值bi*ha与第二距离差值ci作比，得到各所述闪电探测站的距离比值ki，ki＝bi*ha/ci；

54、获取各所述闪电探测站的距离比值ki中，满足1.05≥ki≥0.95的所述闪电探测站的的数量k1；

55、当k1＞0.9时，则辅助验证通过将所述初始闪电位置作为最终闪电位置，

56、当k1≤0.9时，则辅助验证结果不通过，进行二次定位。

57、与现有技术相比，本发明存在以下有益效果：本发明首先通过获取多个闪电探测站的定位信息，根据电磁回波信号确定闪电到达各闪电探测站的电磁回波时长，在基于到达时间差定位原理根据电磁回波信号确定闪电到达各所述闪电探测站的电磁回波时长确定初始闪电位置，确定初始闪电位置后根据布站数据即多个闪电探测站的的设置数据以及环境数据对闪电定位过程中的影响，进而确定是否需要进行辅助验证，当影响较小则不需要进行辅助验证，当影响较大则进行辅助验证，提高闪电定位的准确性，同时通过辅助验证结果判断根据电磁波回波信号进行闪电定位误差程度，若较大则辅助验证不通过，若较小则辅助验证通过，保证闪电定位的有效性。