[發明專利]一種基于聲光電同步觀測的雷電定位方法及裝置

無效

• 申請號: 201210099017.8
• 申請日: 2012-04-06
• 公開（公告）號: CN102680939A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 章涵;馮萬興;谷山強;方玉河;王道洪;許遠根;向念文;嚴碧武;曾瑜
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G01S5/00
• 分類號: G01S5/00;G01W1/00
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武;王玉

1.一種基于聲光電同步觀測的雷電定位裝置，包括麥克風陣列、光敏陣列、數據采集模塊和數據處理模塊；其特征在于：麥克風陣列由四個麥克風傳感器組成，四個傳感器安裝在鋼制支架上形成一個空間直角坐標系形狀；光敏陣列是由八個雷電光信號探測器排列而成的圓形陣列，安裝于麥克風陣列之上，用于探測雷電的光信號；數據采集模塊包括觸發模塊、雷聲信號預處理模塊以及雷電光信號預處理模塊，用于采集麥克風陣列、光敏陣列的信號，并對信號進行預處理；數據處理模塊包括數據處理軟件部分和結果顯示界面，用于分析數據采集模塊預處理后的信號，以獲得雷電定位信息并且為用戶顯示定位結果。

2.如權利要求1所述的雷電定位裝置，其特征在于：它還包括溫度測量儀，數據采集模采集溫度測量儀信號。

3.如權利要求1或2所述的雷電定位裝置，其特征在于：所述觸發模塊由雷電光信號探測電路、觸發電平產生電路、數據采集控制電路組成。

4.如權利要求1或2所述的雷電定位裝置，其特征在于：所述麥克風傳感器為電容式且其響應頻率為15Hz-20KHz。

5.如權利要求1或2所述的雷電定位裝置，其特征在于：所述雷聲信號預處理模塊由放大電路、信號平滑電路、低通濾波器組成。

6.如權利要求1或2所述的雷電定位裝置，其特征在于：所述雷電光信號預處理模塊由放大電路、信號平滑電路、高通濾波器組成。

7.一種基于聲光電同步觀測的雷電定位方法，其特征在于：它包括如下步驟：

S1：架設麥克風陣列、光敏陣列探測雷電原始信號，利用麥克風陣列探測雷聲信號以及電磁信號，利用光敏陣列探測光信號，利用溫度測量儀探測環境溫度信息；S2：數據采集模塊采集麥克風陣列、光敏陣列及溫度測量儀信號，通過對信號的預處理，獲得雷聲信號的波形數據及到達時刻、電磁信號的到達時刻、雷電光信號的方位及到達時刻；S3：利用數據處理模塊實現對信號的分析處理過程；S4：最終獲得雷電的發生時間、發生位置以及三維通道結構。

8.如權利要求7所述的雷電定位方法，其特征在于：所述步驟S2的信號預處理包括如下步驟：S201：對獲得信號進行放大、數模轉換；S202：對麥克風陣列接收的四路信號進行二級處理，主要包括兩步：截取有效的雷電電磁信號，并由此得到相應的到達時刻；截取雷聲信號并且對其進行平滑、濾波等預處理，進而剔除干擾信號。

9.如權利要求7所述的雷電定位方法，其特征在于：所述步驟S3信號的分析處理過程具體包括如下步驟：S301：利用雷聲信號到達時差確定雷聲信號入射射線方位信息；S302：利用雷電光信號進行雷電發生方位辨識；S303：綜合聲光電信號以及上述結果，計算出雷聲聲源的位置。