一种基于大气电场数据信息的雷电预警方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于大气电场数据信息的雷电预警方法包括：从雷电预警系统收集雷电预警所需的大气电场数据信息，并将采集到的所述大气电场数据信息进行数据预处理；对处理后的数据进行大气电场海拔校正，形成修正后的大气电场强度数据集；对修正后的所述大气电场强度数据集进行小波阈值去噪，输出去噪后的信号；用输出的所述信号进行雷暴路径拟合，利用双参数线性指数平滑方法，得到雷暴预警结果

【技术实现步骤摘要】
一种基于大气电场数据信息的雷电预警方法及系统


[0001]本专利技术涉及雷电预警
，具体为一种基于大气电场数据信息的雷电预警方法及系统
。

技术介绍

[0002][0003]大气电场仪是当今先进的雷电遥感探测设备，不仅能实现大气电场变化的实时观测，还可以有效探测雷电的发生
、
发展过程
。
大气电场仪是利用导体在电场中产生感应电荷的原理来测量电场，积雨云内的电荷累计到一定程度时产生放电现象，周围的电场就会发生变化
。
当携带电荷的积雨云形成或在远处的时候，电场强度开始增大；积雨云逐渐靠近，因为云层正负电荷产生的电场相互抵消，电场强度减小；当携带大量电荷的积雨云进一步靠近，电场强度急剧增大
。
大气电场仪上的感应电荷强度与云底部附近的电荷成正比，因此大气电场仪可以帮助我们实时探测其周围地区的大气电场信号，再使用提前设定好的大气电场值来划分强度等级，从而达到预警的功能
。
[0004]现有基于大气电场仪的雷电预警，大多只采用电场强度数据进行预警，曲线的抖动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于大气电场数据信息的雷电预警方法，其特征在于，包括：从雷电预警系统收集雷电预警所需的大气电场数据信息，并将采集到的所述大气电场数据信息进行数据预处理；对处理后的数据进行大气电场海拔校正，形成修正后的大气电场强度数据集；对修正后的所述大气电场强度数据集进行小波阈值去噪，输出去噪后的信号；用输出的所述信号进行雷暴路径拟合，利用双参数线性指数平滑方法，得到雷暴预警结果
。2.
如权利要求1所述的基于大气电场数据信息的雷电预警方法，其特征在于：所述预处理包括，选定偏离平均值三个或以上标准差的数据作为异常值数据，对于此类数据直接用平均值进行替换处理，预处理后得到大气电场强度数据信息，预处理方法如下：若满足条件：则
X
＝
E(X)
；若未满足条件，则
X
取值即为测量得到的大气电场值，其中，
E(X)
为
X
的期望值，
N
表示样本个数，
x
i
表示第
i
个大气电场值，
μ
为样本均值
。3.
如权利要求2所述的基于大气电场数据信息的雷电预警方法，其特征在于：所述海拔校正包括，通过计算单位大气电场强度
Eu
来消除这种误差影响，大气电场海拔校正计算方法如下：
Eu
＝
(Ep/h2)(h1+h2)
其中，
h1
为大气电场站或电场仪所在位置的海拔高度，
h2
为大气电场站或电场仪所在位置的云低高度，
Ep
为预处理后的大气电场数据信息
。4.
如权利要求3所述的基于大气电场数据信息的雷电预警方法，其特征在于：所述小波阈值去噪包括，对原始含噪信号进行小波变换，确定分解所用小波基函数以及分解层数，构建阈值函数对高频小波系数进行处理，使用小波重构得到滤波后的信号；所述阈值函数如下：
A
＝
(
ω
j,k
+sign(
ω
j,k
)g
λ
)2‑4αλ2，
B
＝
ω
j,k
+sign(
ω
j,k
)g
λ
其中，
ω
j
,k
，为小波去噪前后的小波变换系数，
λ
为阈值，
sign(g)
为符号函数，
α
为系数，取值范围为0～1之间
。5.
如权利要求4所述的基于大气电场数据信息的雷电预警方法，其特征在于：为进一步取得最优输出信噪比，
λ
由下式进行进一步优化计算：其中，
C
为调节常数，
σ
为噪声误差，
σ
＝
mid/0.6745
，
mid
为首层小波分解系数绝对值的
中间值；
M
为信号长度，
j
为当前分解尺度
。6.
如权利要求5所述的基于大气电场数据信息的雷电预警方法，其特征在于：所述路径拟合包括，设置1分钟电场强度预警阈值

【专利技术属性】
技术研发人员：范强，黄欢，陈园园，毛先胤，吴建蓉，张啟黎，杨旗，陈沛龙，张英，张大贵，刘君，徐舒蓉，李欣，陆禹初，张露松，杨柳青，张历，吴耀，代吉玉蕾，罗鑫，颜康，刘卓娅，文屹，吕黔苏，李鑫卓，张俊杰，黄军凯，赵超，古庭赟，李博文，祝健杨，肖书舟，陈佳胜，李长兴，丁江桥，吕乾勇，张义钊，邹雕，牛唯，曾华荣，彭赤，马晓红，曾蓉，陈晨，袁娴枚，赵圆圆，张洋，王冕，张迅，冯起辉，唐赛秋，张后谊，毛钧毅，梁源晨，万金金，涂心译，郭莉萨，陈亚飞，赵雪娇，曹雷，郑小强，谢扬华，李志杰，黄健，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
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