一種基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雷電預(yù)警和監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位 方法，為企業(yè)生產(chǎn)提供可靠的雷云定位數(shù)據(jù)，為雷電預(yù)警及軌跡判斷提供數(shù)據(jù)支持。
【背景技術(shù)】
[0002] 雷電是危害企業(yè)生產(chǎn)的重要自然災(zāi)害之一，經(jīng)常造成企業(yè)火災(zāi)事故、輸電線路故 障、儀表損害等事故，如何實現(xiàn)雷電的準(zhǔn)確觀測、可靠預(yù)警是目前面臨的難題。準(zhǔn)確判定雷 云的位置，為雷電預(yù)測提供數(shù)據(jù)支持，是雷電預(yù)警的重要一環(huán)，目前尚未有較好的算法解決 該問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法，其可以 準(zhǔn)確判定雷云的位置，為雷電預(yù)測提供數(shù)據(jù)支持。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法，其包 括：
[0005] 第一步，雷電電場探測器的分布；
[0006] 第二步，雷云定位計算；
[0007] 第三步，雷云定位數(shù)據(jù)分析；
[0008] 第四步，雷云定位數(shù)據(jù)輸出。
[0009] 所述第一步中雷電電場探測器分布具體為在選擇在雷電電場中分布的三個雷電 電場探測器，任意兩個探測器探頭之間的距離不超過雷電電場探測器的有效測量距離R，第 一探測器的探頭測到的雷電第一電場值為E 1、第二探測器的探頭測到的雷電第二電場值為 E2、第三探測器的探頭測到的雷電第三電場值為E 3。
[0010] 所述第二步具體為雷云到三個探頭的空間距離分別為到第一探測器探頭的距離 A1、到第二探測器探頭的距離A 3、到第三探測器探頭的距離A5，雷云對地面高度為H，雷云到 第一探測器探頭和第二探測器探頭連線的第一垂直距離為A 2，雷云到第二探測器探頭和第 三探測器探頭連線的垂直距離為A4，雷云距離第二探測器探頭的南北距離為L 2、東西距離 為L3、第一探測器探頭和第二探測器探頭的第一距離為I12，第二探測器探頭和第三探測器 探頭的第二距離I 23以及各探頭測定的電場值均為已知量；
[0011] 電場判斷雷云的位置就是確定雷云對地面高度H和雷云距離第二探測器探頭的 南北距離L 2、東西距離L3的數(shù)值，通過下列公式可以進(jìn)行求解；
[0012] LfL2=I12 (1)
[0013] L3+L4=l34 (2)
[0014] 4+A2 ^A2 (3)
[0015] 每+ 4 =4 (4 )
[0016] 4+4=4' (5)
[0017] .耠+.遞=4 ((:)
[0018] L2 +//_=A(j )：
[0019] + If- =A； (8)
[0020] E1XA1=E2XA3=E 3XA5 (9)
[0021] 所述第三步具體為當(dāng)雷云對該區(qū)域多個雷電電場探測器產(chǎn)后數(shù)值后，如果通過任 意三個探頭進(jìn)行組合計算，然后根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，選取最合適的雷云對地面高度H 和雷云距離第二探測器探頭的南北距離L 2、東西距離1^的數(shù)值。
[0022] 所述第四步具體為在多數(shù)據(jù)計算分析結(jié)果的優(yōu)化下，得到最合適的I^PL2、L 3的數(shù) 值，確定雷云與各雷電電場探測器的位置，為雷電預(yù)警及雷云軌跡的判斷提供支持。
[0023] 本發(fā)明的有益效果：
[0024] 本發(fā)明提供的一種基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法，當(dāng)雷云到達(dá)某區(qū)域時，雷云 影響范圍的三個的雷電電場探測器測量到的電場值進(jìn)行數(shù)據(jù)運算，可以判斷出雷云的具體 位置。本發(fā)明可以準(zhǔn)確判定雷云的位置，為雷電預(yù)測提供數(shù)據(jù)支持。
【附圖說明】
[0025] 圖1本發(fā)明提供的一種基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法的示意圖。
【具體實施方式】
[0026] 本發(fā)明提供了一種基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法，其包括：
[0027] 第一步，雷電電場探測器的分布；
[0028] 第二步，雷云定位計算；
[0029] 第三步，雷云定位數(shù)據(jù)分析；
[0030] 第四步，雷云定位數(shù)據(jù)輸出。
[0031] 所述第一步中雷電電場探測器分布具體為在選擇在雷電電場中分布的三個雷電 電場探測器，任意兩個探測器探頭之間的距離不超過雷電電場探測器的有效測量距離R，第 一探測器的探頭測到的雷電第一電場值為E 1、第二探測器的探頭測到的雷電第二電場值為 E2、第三探測器的探頭測到的雷電第三電場值為E 3。
[0032] 所述第二步具體為雷云到三個探頭的空間距離分別為到第一探測器探頭的距離 A1、到第二探測器探頭的距離A 3、到第三探測器探頭的距離A5，雷云對地面高度為H，雷云到 第一探測器探頭和第二探測器探頭連線的第一垂直距離為A 2，雷云到第二探測器探頭和第 三探測器探頭連線的垂直距離為A4，雷云距離第二探測器探頭的南北距離為L 2、東西距離 為L3、第一探測器探頭和第二探測器探頭的第一距離為I12，第二探測器探頭和第三探測器 探頭的第二距離I 23以及各探頭測定的電場值均為已知量；
[0033] 電場判斷雷云的位置就是確定雷云對地面高度H和雷云距離第二探測器探頭的 南北距離L 2、東西距離L3的數(shù)值，通過下列公式可以進(jìn)行求解；
[0034] L^L2=I12 (I)
[0035] L3+L4=I34 (2)
[0036] + A；(3)
[0037] 1^ +4=4 (4)
[0038] ￡?；+4： = 4 (5 )
[0039] + Al=Al ( 6 )
[0040] L: +n=A4 ( 7 )
[0041 ] g十//」=( 'g.):
[0042] E1XA1=E2XA3=E3XA5 (9)
[0043] 所述第三步具體為當(dāng)雷云對該區(qū)域多個雷電電場探測器產(chǎn)后數(shù)值后，如果通過任 意三個探頭進(jìn)行組合計算，然后根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，選取最合適的雷云對地面高度H 和雷云距離第二探測器探頭的南北距離L2、東西距離1^的數(shù)值。
[0044] 所述第四步具體為在多數(shù)據(jù)計算分析結(jié)果的優(yōu)化下，得到最合適的I^PL2、L3的數(shù) 值，確定雷云與各雷電電場探測器的位置，為雷電預(yù)警及雷云軌跡的判斷提供支持。
[0045] 以下采用實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式，借此對本發(fā)明如何應(yīng)用技術(shù)手段 來解決技術(shù)問題，并達(dá)成技術(shù)效果的實現(xiàn)過程能充分理解并據(jù)以實施。
[0046] 結(jié)合圖1所示，本發(fā)明提供一種基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法，，包括如下步 驟：
[0047] 步驟1、雷電電場探測器探測距離R與雷電電場探測器布局的關(guān)系
[0048] 如圖1所示，雷電電場探測器布局如圖1所示，1、2、3分別為三個雷電電場探頭的 位置，任意探頭之間的距離不超過雷電電場探測器探測距離R，探頭1測到的雷電電場值為 E1、探頭2測到的雷電電場值為E2、探頭3測到的雷電電場值為E3。
[0049] 步驟2、雷云定位算法
[0050] 如圖1所示，雷云到三個探頭的空間距離分別為A^ApA5，雷云對地面高度為H，雷 云到探頭1和探頭2連線的垂直距離為A2，雷云到探頭2和探頭3連線的垂直距離為A4，雷 云距離探頭2的南北距離為L2、東西距離為L3、探頭1和探頭2的距離I12，探頭2和探頭3 的距離I23以及各探頭測定的電場值均為已知量。
[0051] 電場判斷雷云的位置就是確定H和L2、L3的數(shù)值，通過下列公式可以進(jìn)行求解。
[0052] L1U2= I12 (1)
[0053] L3+L4= 1 34 (2)
[0054] +A；=A； (3)
[0055] 4+4=4 (4)
[0056] I23 +Al = A； (5)
[0057] 4 +為2 =為2 ( 6 )
[0058] L\+Il2 =J^IJy
[0059] g + //: = 4 (I)
[0060] E1XA1=E2XA3=E 3XA5 (9)
[0061] 步驟3、雷云定位數(shù)據(jù)分析
[0062] 當(dāng)雷云對該區(qū)域多個雷電電場探測器產(chǎn)后數(shù)值后，如果通過任意三個探頭進(jìn)行組 合計算，然后根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，選取最合適的H和L 2、1^的數(shù)值。
[0063] 步驟4、定位數(shù)據(jù)輸出
[0064] 在多數(shù)據(jù)計算分析結(jié)果的優(yōu)化下，得到最合適的H和L2、L3的數(shù)值，確定雷云與各 雷電電場探測器的位置，為雷電預(yù)警及雷云軌跡的判斷提供支持。
[0065] 所有上述的首要實施這一知識產(chǎn)權(quán)，并沒有設(shè)定限制其他形式的實施這種新產(chǎn)品 和/或新方法。本領(lǐng)域技術(shù)人員將利用這一重要信息，上述內(nèi)容修改，以實現(xiàn)類似的執(zhí)行情 況。但是，所有修改或改造基于本發(fā)明新產(chǎn)品屬于保留的權(quán)利。
[0066] 以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等 效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所 作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護范圍。
【主權(quán)項】
1. 一種基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法，其特征在于，包括： 第一步，雷電電場探測器的分布； 第二步，雷云定位計算； 第三步，雷云定位數(shù)據(jù)分析； 第四步，雷云定位數(shù)據(jù)輸出。2. 如權(quán)利要求1所述的基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法，其特征在于：所述第一步中 雷電電場探測器分布具體為在選擇在雷電電場中分布的三個雷電電場探測器，任意兩個探 測器探頭之間的距離不超過雷電電場探測器的有效測量距離R，第一探測器的探頭測到的 雷電第一電場值為E 1、第二探測器的探頭測到的雷電第二電場值為E2、第三探測器的探頭 測到的雷電第三電場值為E 3。3. 如權(quán)利要求1或2所述的基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法，其特征在于：所述第二 步具體為雷云到三個探頭的空間距離分別為到第一探測器探頭的距離A 1、到第二探測器探 頭的距離A3、到第三探測器探頭的距離A5，雷云對地面高度為H，雷云到第一探測器探頭和 第二探測器探頭連線的第一垂直距離為A 2，雷云到第二探測器探頭和第三探測器探頭連線 的垂直距離為A4，雷云距離第二探測器探頭的南北距離為L 2、東西距離為L3、第一探測器探 頭和第二探測器探頭的第一距離為I12，第二探測器探頭和第三探測器探頭的第二距離I 23 以及各探頭測定的電場值均為已知量； 電場判斷雷云的位置就是確定雷云對地面高度H和雷云距離第二探測器探頭的南北 距離L2、東西距離L3的數(shù)值，通過下列公式可以進(jìn)行求解；4. 如權(quán)利要求1至3所述的基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法，其特征在于：所述第三 步具體為當(dāng)雷云對該區(qū)域多個雷電電場探測器產(chǎn)后數(shù)值后，如果通過任意三個探頭進(jìn)行組 合計算，然后根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化，選取最合適的雷云對地面高度H和雷云距離第二探 測器探頭的南北距離L 2、東西距離1^的數(shù)值。5. 如權(quán)利要求1至4所述的基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法，其特征在于：所述第四 步具體為在多數(shù)據(jù)計算分析結(jié)果的優(yōu)化下，得到最合適的H和L 2、L3的數(shù)值，確定雷云與各 雷電電場探測器的位置，為雷電預(yù)警及雷云軌跡的判斷提供支持。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種基于多數(shù)據(jù)運算的雷云定位方法，主要包括雷電電場探測器分布方案、雷云定位算法兩部分；其中，相鄰的雷電電場探測器距離應(yīng)小于雷電電場探測器的有效測量距離，當(dāng)雷云到達(dá)某區(qū)域時，雷云影響范圍的三個的雷電電場探測器測量到的電場值進(jìn)行數(shù)據(jù)運算，可以判斷出雷云的具體位置。本發(fā)明可以準(zhǔn)確判定雷云的位置，為雷電預(yù)測提供數(shù)據(jù)支持。
【IPC分類】G01W1/10
【公開號】CN105068150
【申請?zhí)枴緾N201510441670
【發(fā)明人】高鑫, 劉全楨, 劉寶全, 畢曉蕾, 劉娟, 姜輝, 高劍, 劉璇, 張婷婷
【申請人】中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月24日