江苏省三维闪电定位系统算法仿真.pdf

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1、第6O卷第2期武汉大学学报(理学版)V01．6ONo．22014年4月J．WuhanUniv．(Nat．Sci．Ed．)Apr．2014，iI5～121文章编号：1671—8836(2014)02—0115—07江苏省三维闪电定位系统算法仿真田彩霞，马启明，周晓，黄启俊(1．武汉大学物理科学与技术学院，湖北武汉430072；2．中国气象局气象探测中心，北京100081)摘要：提出了一种三维闪电定位网的3D-TOA(时差测量定位技术)算法模型，进行了模型仿真和分析．利用江苏省建立的VLF／LF三维全闪电

2、监测定位试验网进行试验，雷电探测的实测数据表明，闪电定位位置和高度与雷达分布图总体一致，水平定位误差小于300m，高度定位误差小于500m．所研究的多站3D-TOA算法可以探测雷暴发生、发展和衰退的过程．关键词：3D-TOA算法；闪电定位；精度分析；MATLAB仿真中图分类号：P4；X43文献标识码：AAlgorithmSimulationon3_DLightningLocationSysteminJiangsuProvinceTIANCaixia，MAQiming'肘，ZHOUXiao，HUANGQ

3、ijun(1．SchoolofPhysicsandTechnology，WuhanUniversity，Wuhan430072，Hubei，China；2．Mete0r01oca1ObservationCentre，ChinaMeteoro1ogicalAdministration，Beijing100081，China)Abstract：Atpresent，theinternationallightningdetectiontechnologyisdevelopingtowardsthedirect

4、ionofhigh-precision，multi—species，three—dimensionallightningmonitoringandpositioning．Thispaperpresentsa3D-TOA(time—of-arrivallocationmethod)algorithmmodelof3-dimensionallightninglocationnetwork，alsothesimulationandanalysisaremade．ApplyingthealgorithmtOV

5、LF／LF3-dimensionallightningmonitoringlocationtestnetworkinJiangsuprovince，theactuallightningdetectingdatashowthatthelightninglocationpositionandheightareconsistentwiththeradarprofile。leve1locationerroriSlessthan300mandheightlocationerrorislessthan500m．T

6、hemulti—station3D-TOAalgorithmcandetectthethunderstormprocessofgeneration，developmentanddecline，thisstudyhasimportantimplicationsforlightningwarningoperationsandscientificresearch．Keywords：3D-TOAalgorithm；lightninglocation；precisionanalysis；MATLABsimula

7、tion息，避免人民生命财产重大损失．0引言本文提出的采用高精度3D—TOA(时差测量定位技术)闪电定位算法，是三维雷电探测网核心技术近几年来，随着科技的发展和社会的需求，气象部门越来越重视云闪和云地闪三维监测定位的研究之一．多站时差定位(TDOA)又称为双曲线定位，利与技术实现．全闪电的三维探测技术是指：从雷暴发用观测站接收到的信号到达时间，对辐射源进行定展初期到衰退期，探测雷暴的活动时间、位置、高度位口]．在二维平面中，两个观测站会接收到辐射源及3D区域、云闪高度与频次、正负闪比例等特征，信号，而

8、且辐射源信号到达两观钡4站的时间不同，两以监测雷暴活动的3D区域及移动趋势．在强对流个时间存在时间差，根据双曲线的定义，两个观测站灾害性天气的监测、短时I临近天气的预报、人工影响的时间差会确定一对双曲线，此对双曲线的焦点是天气的作业指挥、雷电灾害的防御等气象业务中具两个观测站．二维平面中要定位辐射源，至少需要3有重要意义，同时能够为民航、卫星发射场、林业、电个观测站，每两个观测站都会确定一对双曲线，两对力、高铁等部门提供更加准确的雷暴预警和防御信双曲线产