[发明专利]一种电离层高度的反演方法

权利要求书

1.一种电离层高度的反演方法，包括以下步骤：

步骤S1：观测子站获取闪电放电事件的特征参数并将特征参数实时发送给中心站；

步骤S2：中心站接收各观测子站发送的特征参数，基于特征参数解算出闪电源的位置；

步骤S3：中心站接收各观测子站发送的特征参数，基于特征参数判断出闪电的类型；

步骤S4：中心站根据闪电源的位置和和闪电的类型，反演出所述闪电源对应的电离层高度。

2.如权利要求1所述的反演方法，在步骤S3中，中心站分析闪电波形的时域特征参数，分别对不同的时域特征参数值取不同的权重，确认闪电的类型。

3.如权利要求2所述的反演方法，时域特征参数包括部分或全部以下参数：脉冲的上升时间、初始峰宽度、初始峰半宽、脉冲的下降时间、拐点、波形持续时间、峰值频率、前向信噪比、后向信噪比。

4.如权利要求1所述的反演方法，在步骤S4中，联立下述方程组，计算出所述闪电源对应的电离层高度H：

其中，t_a为S1与S2路径的时间差，t_b为S1与S3路径的时间差，S1为所述闪电源与观测子站之间的直线路径长度，S2为所述闪电源经电离层反射至观测子站的路径长度，S3为所述闪电源向下经地面反射、再经电离层反射至观测子站的路径长度，h为所述闪电源的高度，根据闪电类型确定；r为所述闪电源与另一闪电源的距离。

5.如权利要求4所述的反演方法，

对于地闪，所述闪电源的高度h取1km；

对于云闪，所述闪电源的高度h取6km；

对于正极性NPE，所述闪电源的高度h取9.9km；

对于负极性NPE，所述闪电源的高度h取16km。

6.如权利要求1所述的反演方法，步骤S1具体包括：

各观测子站独立获取并存储各次闪电放电事件的闪电波形，生成闪电放电事件的到达时间和参数；观测子站将所述闪电波形、到达时间和参数作为闪电放电事件的特征参数实时发送给中心站。

7.如权利要求6所述的反演方法，步骤S2具体包括：

子步骤S2a：中心站接收特征参数；

子步骤S2b：中心站利用到达时间差方法对到达时间进行处理，解算出闪电源的位置。

8.如权利要求7所述的反演方法，子步骤S2b具体包括：

中心站利用至少四个观测子站发送的第一到达时间，得到闪电源到至少四个观测子站之间的距离，根据几何原理建立方程组并求解，从而求得闪电源的位置。

9.如权利要求8所述的反演方法，闪电放电事件的第一到达时间为：

其中，(x，y)为闪电源的位置；(x_si，y_si)为第i个观测子站的坐标，(x_sj，y_sj)为第j个闪电观测站的坐标；c为光速，Dis((x，y)，(x_si，y_si))为闪电源(x，y)与第i个观测子站的距离，Dis((x，y)，(x_sj，y_sj))为闪电源(x，y)与第j个观测子站的距离。