无源定位技术在昆明地区三维闪电探测 网布站中的应用
2018-10-24,,,,,
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(1.南京信息工程大学气象灾害教育部重点实验室,南京 210044;2.云南电力试验研究院(集团)有限 公司,昆明 650217;3.昆明供电局,昆明 650011)
0 引言
闪电是自然界中强对流天气下的一种大气放电现象,每年在全世界范围内造成大量的人员伤亡和财产损失,受到气象、航天、航空、电力、石油等诸多部门的关注。其中尤以电力部门为甚,由于输配电网分布范围广,几何尺度大,更易受到雷击灾害的影响。据统计,雷击是造成输电线路跳闸的主要原因,每年由雷击引起的跳闸比率可达60%以上,严重影响电网的安全运行。因此,建立闪电探测网,加强对雷电的监测与定位,了解闪电的时空分布特征,是十分有必要的。
在闪电定位网的建设中,人们关注的是使用何种算法可以有效提高定位精度,使用何种布站方式可以减小定位误差、提高探测效率[1-2]。定位算法是闪电定位系统中的核心部分,当闪电监测网接收到闪电数据后,定位算法需要对这些基础数据进行处理,进而得到闪电的相关参数。到达时间法(time of arrival, TOA)是目前普遍使用的闪电定位算法,它利用闪电回击产生的电磁脉冲信号到达系统内部不同测站的时间差,对闪电进行定位。美国闪电定位网(National Lighting Detection Network, NLDN)[Cummins et al. , 1998]、洛斯阿拉莫斯天线阵(Los Alamos SfericArray, LASA)[Smith et al. , 2002]以及其他雷暴云追踪系统都是利用低频闪电信号与时差法对闪电进行二维定位[3]。此外,欧洲闪电探测网[Betz et al. , 2004]与美国地基总闪观测网(Earth Networks Total Lightning Network)[Liu and Heckman, 2011]也可进行闪电定位,不过仅限于二维定位,无法观测闪电先导发展过程[4]。……
