[發明專利]一種閃電連接點定位方法、系統、設備及可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202010319084.0
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111624412B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 田楊萌;崔麗蘭;王彩霞;劉琳;張瀟藝
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01R29/12
• 代理公司: 北京知呱呱知識產權代理有限公司 11577
• 代理人: 白袖龍

本申請實施例公開了一種閃電連接點定位方法、系統、設備及可讀存儲介質，其中所述方法包括：利用測量點采集在閃電的梯級先導發生過程中的次聲波信號和電場信號；對次聲波信號利用互功率譜法和傅里葉變換，確定出次聲波信號的突變點，將所述突變點確定為此刻的閃電連接點，并記錄次聲波信號的突變點到所述測量點的時間；對電場信號進行傅里葉變換，得到電場信號的頻譜，根據電場信號的頻譜的變化特征確定出電場信號的突變點，將所述突變點確定為此刻的閃電連接點，并記錄電場信號的突變點到所述測量點的時間；計算閃電連接點處的次聲波信號和電場信號到達所述測量點的時間差，得到閃電連接點的定位距離。從而準確定位閃電連接點。

技術領域

本申請實施例涉及閃電檢測技術領域，具體涉及一種閃電連接點定位方法、系統、設備及可讀存儲介質。

背景技術

隨著社會的不斷發展，越來越多的高型建筑物出現在我們的視野之中。研究發現，在自然界中，大多數的地閃為下行地閃，即從云中產生直接到達地面。

閃電過程中梯級先導是地閃放電的初始階段，是發生大電流回擊過程之前必不可少的弱電離過程，當梯級先導頭部逐漸向下接近地面時，地面的突出物(高型建筑物、平原上的一棵樹等)上會誘發上行的放電過程，進而產生連接，隨后首次回擊便發生。因而，對閃電的連接點進行測量與定位，有利于研究閃電發生過程物理機制，以及有利于采用合理雷電防護措施。

對閃電的連接點的研究，迄今為止，主要有：1、利用電磁場變化觀測定位網絡，通過電場變化、電場變化率、磁場變化、磁場變化率的多參量數據對梯級先導通道進行研究，觀測連接點；對梯級先導通道進行研究，觀測連接點，這項研究方法過程中需要進行大量的數據信息計算。2、利用高速攝像技術能以較高的時空分辨率來呈現閃電放電通道的發光信息和幾何形狀化，對閃電先導的發光特征進行研究分析發現確定梯級先導的連接點。在這種研究方法但是中，會受到高速相機的時間分辨率的限制，而且光學資料仍然十分缺乏，還需要進一步的優化。

如何準確地檢測與定位閃電的連接點，是亟待解決的問題。

發明內容

為此，本申請實施例提供一種閃電連接點定位方法、系統、設備及可讀存儲介質，準確定位閃電連接點。

為了實現上述目的，本申請實施例提供如下技術方案：

根據本申請實施例的第一方面，提供了一種閃電連接點定位方法，包括如下步驟：

利用測量點采集在閃電的梯級先導發生過程中的次聲波信號和電場信號；

對次聲波信號利用互功率譜法進行初步處理，對初步處理后的次聲波數據進行傅里葉變換，確定出次聲波信號的突變點，將所述突變點確定為此刻的閃電連接點，并記錄次聲波信號的突變點到所述測量點的時間；

對電場信號進行傅里葉變換，得到電場信號的頻譜，根據電場信號的頻譜的變化特征確定出電場信號的突變點，將所述突變點確定為此刻的閃電連接點，并記錄電場信號的突變點到所述測量點的時間；

計算閃電連接點處的次聲波信號和電場信號到達所述測量點的時間差，得到閃電連接點的定位距離。

可選地，所述計算閃電連接點處的次聲波信號和電場信號到達所述測量點的時間差，得到閃電連接點的定位距離，包括：

利用TDOA方法對所述閃電連接點進行定位，得到閃電連接點的位置信息。

可選地，所述對次聲波信號利用互功率譜法進行初步處理，包括：

根據次聲波信號之間的相關性對次聲波信號進行提取和分離，得到兩個信號間的互功率譜，所述互功率譜記錄在頻域譜內區分出次聲波信號在閃電連接點的瞬時變化點。

可選地，所述對電場信號進行傅里葉變換，得到電場信號的頻譜，包括：

將電場信號的時域數據，利用傅里葉變換，轉換成電場信號的頻譜數據。