雷電監測預警閃電定位儀 雷暴探測儀

根據用途,雷暴探測儀可劃分為兩種定位技術。為了確定雷擊位置,需要多傳感器的雷電定位系統。如僅需了解雷電活動的一般信息和/或雷暴的大致距離與方位,則可以使用單傳感器的雷暴探測儀。

　　 多傳感器定位技術

　　共有四種多傳感器定位技術:

　　ML;磁定向法(MDF)

　　利用兩個正交磁線圈測量磁場的H,和H,分量。磁環的磁通量與人射角成比例,其中一個磁環與人射源方位角的余弦相關,而另一個磁環與正弦相關,兩者的比值就是方位角的正切值。用兩個或多個磁定向儀,通過計算定向儀方位角的交叉方位即可確定雷擊位置。

　　ML2:到達時間法(TOA)

　　利用脈沖從輻射源到達傳感器所需要的時間延遇進行定位:較近的傳感器比較遠的提前探測到信號。到達時間法可在甚低頻.低頻范圍和甚高頻頻段應用。

　　ML3:射頻干沙法(RFI)

　　通過測量緊密放置的天線之間的相位差來實現。此方法與到達時間法的區別在于它可以處理連續信號,因此不需要識別脈沖.

　　ML4:光學成像測量法(OD)

　　空基(衛星)的傳感器能夠探測雷電產生光信號的快速變化并對它們進行成像。此技術不是非常確,但為在無法使用地基探測系統的區城如海洋上,進行雷電研究提供了可能。

　　B.3.3單傳感器定位技術

　　單傳感器(SS)定位技術如下:

　　SS1:場強測量法(FSM)

　　在雷暴形成期間,電場的上升可用于對即將發生的雷電活動進行預警。雷擊產生的電場快速變化可用于確認雷擊的發生。

　　SS2:磁定向法(MDF)

　　由于單個磁定向儀能夠給出雷擊的方位角，如果能通過測量信號強度和/或信號波形確定雷擊的大致距離,則用于雷電監測網的磁定向技術也可以用于單傳感器系統。

　　SS3;射頻信號強度測量法(RFM)

　　由于雷電流特性的多樣性,測量天線接收的雷電信號強度不是一-個有效的方法。復雜的信號處理方法并結合光學探測有可能明顯提高雷電定位的精度。但該方法本質上是不準確的。

　　所有可用的雷暴探測技術都有其對應的應用。

　　ML1、ML2、ML3定位方法在雷電探測網絡中的應用既實用又科學,常被用于向公眾開放數據的商業網絡,這些網絡可以在世界各地找到。

　　MLA定位方法主要用于科學研究,由高校和政府機構安裝使用。

　　單傳感器技術也有不同的應用特性。

　　Ssl探測儀用于雷電發生前及雷暴整個生命周期的局地預警。

　　SS2探測儀可提供實際雷擊的方向和距離信息。它們在需要準確.實時信息和不想依賴商業雷電

　　探測網絡提供所需數據的公司中找到用戶。然而,這些用戶應注意，與多傳感器雷電探測網絡相比，SS2探測儀所提供的信息不夠十分準確。

　　SS3探測儀可以分為兩個質量等級。較復雜的探測儀包含了復雜的信號處理模塊,能夠給出具有一定精度的雷電距離。某些探測儀還使用光學傳感器確認探測的信號與閃電有關。

　　較簡易的探測儀使用--個小天線進行信號強度的簡單測量,并且探測儀僅有有限的信號處理模塊，只能給出非常粗略的局地雷擊信息。它們只用于發生雷電的一般性地提示,不適用于雷電預警。

　　B.4雷暴探測儀的評估

　　為使預警系統準確和高效,用于預警的雷暴探測儀應具有一定性能水平?？梢允褂靡恍┓椒炞C這些特性,如:

　　——基于系統結構和探測技術的理論計算;

　　——實驗室測試;

　　——不同系統之間進行比較;

　　——用安裝了監測儀器的高塔或帶時間標記的視頻或圖片進行實驗驗證;

　　——現場驗證。

　　B.5雷暴探測系統的選擇

　　根據附錄c中給出的風險評估和附錄D中描述的預防措施，可以選擇雷暴探測儀建立雷暴預警系統。根據預警的應用和可用的雷電信息,可能存在若干合適的探測技術。最終決定采用哪種技術應經

　　過多方面詳細的分析,包括預警需求(必要提前時間可接受的虛報和虛報率)、允許的預算和每種探測技術能提供的信息。

　　雷暴預警系統如何保障機場安全的范例參見參考文獻[4]. .