[發明專利]一種基于脈沖匹配的寬帶干涉儀閃電定位方法及系統

有效

• 申請號: 202011574774.7
• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112799012B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 范祥鵬;張義軍;鄭棟;姚雯
• 申請（專利權）人: 中國氣象科學研究院
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

本發明涉及一種基于脈沖匹配的寬帶干涉儀閃電定位方法及系統。該方法包括：獲取閃電的甚高頻輻射脈沖信號集合；將設定時間段內的第一甚高頻輻射脈沖信號確定為基準脈沖信號；確定第二甚高頻輻射脈沖信號中與基準脈沖信號的波形差在第一設定范圍內的脈沖信號為第一比對脈沖信號，確定第三甚高頻輻射脈沖信號中與基準脈沖信號的波形差在第二設定范圍內的脈沖信號為第二比對脈沖信號；采用互相關算法將第一比對脈沖信號、第二比對脈沖信號均移動到與基準脈沖信號對應的位置處，得到脈沖信號集合利用設定寬度的滑動窗口同時對脈沖信號集合中的各個脈沖信號進行覆蓋，確定閃電輻射源的位置。本發明能提高干涉儀對閃電輻射源定位的精度。

技術領域

本發明涉及閃電定位技術領域，特別是涉及一種基于脈沖匹配的寬帶干涉儀閃電定位方法及系統。

背景技術

目前常用的干涉儀定位技術通常以一定寬度信號作為窗口，并以一定步長(設定數量的采樣點)在同步探測信號上遞進，這種方法通常稱為質心法(centroid approach)。這種方法理論上每遞進一個步長可以獲得一個定位點，因此，理論上的最小時間分辨率為遞進步長代表的時間，但這在實際中是遠遠達不到的理論值，一方面，由于窗口的存在，在若干次遞進中會得到重復的定位點，因為互相關方法獲得的時間差實際上是由窗口內的最強脈沖決定的，也就是說會出現很多被重復定位的重疊在一起的定位點；另一方面，對于工作在甚高頻(Veryhigh frequency，VHF)頻段的干涉儀而言，設定數量的采樣點對應的遞進窗口內通常會有幾十個脈沖信號，導致窗口內的弱脈沖信號通常無法被定位，導致最終對于閃電的定位并不準確。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于脈沖匹配的寬帶干涉儀閃電定位方法及系統，以提高干涉儀對閃電輻射源定位的精度。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于脈沖匹配的寬帶干涉儀閃電定位方法，包括：

獲取閃電輻射源發出的閃電的甚高頻輻射脈沖信號集合，所述甚高頻輻射脈沖信號集合包括第一甚高頻輻射脈沖信號、第二甚高頻輻射脈沖信號和第三甚高頻輻射脈沖信號，所述甚高頻輻射脈沖信號集合為組成寬帶甚高頻干涉儀的三個天線同時采集的；

將設定時間段內的所述第一甚高頻輻射脈沖信號確定為基準脈沖信號；

確定所述第二甚高頻輻射脈沖信號中與所述基準脈沖信號的波形差在第一設定范圍內的脈沖信號為第一比對脈沖信號，確定所述第三甚高頻輻射脈沖信號中與所述基準脈沖信號的波形差在第二設定范圍內的脈沖信號為第二比對脈沖信號；

采用互相關算法將所述第一比對脈沖信號、所述第二比對脈沖信號均移動到與所述基準脈沖信號對應的位置處，得到脈沖信號集合；所述脈沖信號集合包括匹配后的第一比對脈沖信號、匹配后的第二比對脈沖信號和匹配后的基準脈沖信號；

利用設定寬度的滑動窗口同時對所述脈沖信號集合中的各個脈沖信號進行覆蓋，確定所述閃電輻射源的位置。

一種基于脈沖匹配的寬帶干涉儀閃電定位系統，包括：

獲取模塊，用于獲取閃電輻射源發出的閃電的甚高頻輻射脈沖信號集合，所述甚高頻輻射脈沖信號集合包括第一甚高頻輻射脈沖信號、第二甚高頻輻射脈沖信號和第三甚高頻輻射脈沖信號，所述甚高頻輻射脈沖信號集合為組成寬帶甚高頻干涉儀的三個天線同時采集的；

基準信號確定模塊，用于將設定時間段內的所述第一甚高頻輻射脈沖信號確定為基準脈沖信號；

比對信號獲取模塊，用于確定所述第二甚高頻輻射脈沖信號中與所述基準脈沖信號的波形差在第一設定范圍內的脈沖信號為第一比對脈沖信號，確定所述第三甚高頻輻射脈沖信號中與所述基準脈沖信號的波形差在第二設定范圍內的脈沖信號為第二比對脈沖信號；