[发明专利]一种闪电连接点定位方法、系统、设备及可读存储介质

说明书

本申请实施例公开了一种闪电连接点定位方法、系统、设备及可读存储介质，其中所述方法包括：利用测量点采集在闪电的梯级先导发生过程中的次声波信号和电场信号；对次声波信号利用互功率谱法和傅里叶变换，确定出次声波信号的突变点，将所述突变点确定为此刻的闪电连接点，并记录次声波信号的突变点到所述测量点的时间；对电场信号进行傅里叶变换，得到电场信号的频谱，根据电场信号的频谱的变化特征确定出电场信号的突变点，将所述突变点确定为此刻的闪电连接点，并记录电场信号的突变点到所述测量点的时间；计算闪电连接点处的次声波信号和电场信号到达所述测量点的时间差，得到闪电连接点的定位距离。从而准确定位闪电连接点。

技术领域

本申请实施例涉及闪电检测技术领域，具体涉及一种闪电连接点定位方法、系统、设备及可读存储介质。

背景技术

随着社会的不断发展，越来越多的高型建筑物出现在我们的视野之中。研究发现，在自然界中，大多数的地闪为下行地闪，即从云中产生直接到达地面。

闪电过程中梯级先导是地闪放电的初始阶段，是发生大电流回击过程之前必不可少的弱电离过程，当梯级先导头部逐渐向下接近地面时，地面的突出物(高型建筑物、平原上的一棵树等)上会诱发上行的放电过程，进而产生连接，随后首次回击便发生。因而，对闪电的连接点进行测量与定位，有利于研究闪电发生过程物理机制，以及有利于采用合理雷电防护措施。

对闪电的连接点的研究，迄今为止，主要有：1、利用电磁场变化观测定位网络，通过电场变化、电场变化率、磁场变化、磁场变化率的多参量数据对梯级先导通道进行研究，观测连接点；对梯级先导通道进行研究，观测连接点，这项研究方法过程中需要进行大量的数据信息计算。2、利用高速摄像技术能以较高的时空分辨率来呈现闪电放电通道的发光信息和几何形状化，对闪电先导的发光特征进行研究分析发现确定梯级先导的连接点。在这种研究方法但是中，会受到高速相机的时间分辨率的限制，而且光学资料仍然十分缺乏，还需要进一步的优化。

如何准确地检测与定位闪电的连接点，是亟待解决的问题。

发明内容

为此，本申请实施例提供一种闪电连接点定位方法、系统、设备及可读存储介质，准确定位闪电连接点。

为了实现上述目的，本申请实施例提供如下技术方案：

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种闪电连接点定位方法，包括如下步骤：

利用测量点采集在闪电的梯级先导发生过程中的次声波信号和电场信号；

对次声波信号利用互功率谱法进行初步处理，对初步处理后的次声波数据进行傅里叶变换，确定出次声波信号的突变点，将所述突变点确定为此刻的闪电连接点，并记录次声波信号的突变点到所述测量点的时间；

对电场信号进行傅里叶变换，得到电场信号的频谱，根据电场信号的频谱的变化特征确定出电场信号的突变点，将所述突变点确定为此刻的闪电连接点，并记录电场信号的突变点到所述测量点的时间；

计算闪电连接点处的次声波信号和电场信号到达所述测量点的时间差，得到闪电连接点的定位距离。

可选地，所述计算闪电连接点处的次声波信号和电场信号到达所述测量点的时间差，得到闪电连接点的定位距离，包括：

利用TDOA方法对所述闪电连接点进行定位，得到闪电连接点的位置信息。

可选地，所述对次声波信号利用互功率谱法进行初步处理，包括：

根据次声波信号之间的相关性对次声波信号进行提取和分离，得到两个信号间的互功率谱，所述互功率谱记录在频域谱内区分出次声波信号在闪电连接点的瞬时变化点。

可选地，所述对电场信号进行傅里叶变换，得到电场信号的频谱，包括：

将电场信号的时域数据，利用傅里叶变换，转换成电场信号的频谱数据。