雷电定位系统原理及影响定位结果的因素
雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探讨
雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探讨雷电是一种常见的自然灾害，通常引起的危害包括火灾、人员伤亡、设备损坏等。
为了有效地防御和监测预警雷电灾害，雷电定位系统被广泛地应用于各种环境和场合。
本文旨在探讨雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用。
1. 雷电定位系统的原理和分类雷电定位系统是指通过测量雷电波的传播时间和方向确定雷电位置的一种设备。
其原理是利用雷电的电磁波的传播速度，以及在空气中的传播距离和传播方向，来确定雷电的位置。
一般来说，雷电定位系统可以分为两种类型：被动定位系统和主动定位系统。
被动定位系统是指利用接收来自雷电的电磁波信号，并测量其时间差，从而确定雷电灾害的发生位置。
与之相比，主动定位系统则是通过发射电磁波信号，再接收和分析反射回来的信号，以确定雷电的位置和活动情况。
被动定位系统的优点是相对简单和易于操作，而主动定位系统则可以提供更准确和全面的雷电监测信息。
雷电定位系统在各种场合和行业中被广泛应用，包括以下几个方面：2.1. 气象学及气象预报方面雷电定位系统在气象学和气象预报中的应用是最为广泛的。
通过对雷电定位系统进行观测和分析，可以了解气象环境中雷电的发生及影响范围，进而为防雷工作提供可靠的依据。
特别是在对天气的预报及警报工作中，必须对雷电进行监测和分析，以避免可能的灾害和损失。
2.2. 电力工业中雷电是电力系统的重要隐患，因此在电力系统中应用雷电定位系统可以帮助电力公司进行安全管理和设备维护。
通过监测雷电及其活动情况，可以预测可能发生的雷电灾害，及时采取相应的措施，防止电力设备被损坏，并保障电力供应的稳定性。
2.3. 农业和林业领域雷电对农业和林业产生严重影响，因此通过雷电定位系统的监测，可以预测并预防可能发生的雷电灾害，减轻对农林生产的影响，并及时采取防雷措施和 emergency response。
在矿业和建筑工程领域中，需要对雷电进行长期的监测、分析和预测，以避免由雷电引起的严重灾害。
雷电监测预警系统分析及应用
雷电监测预警系统分析及应用一、引言雷电是一种自然现象，虽然美丽壮观，但也是极具破坏力的天气现象。
雷电不仅会对人们的生命财产造成直接的危害，还会对通讯、交通等各行各业带来影响。
对雷电的监测与预警显得尤为重要。
雷电监测预警系统是一种利用先进的雷电检测技术，及时提供雷电信息的系统，可以帮助人们做好应对措施，保障生命财产的安全。
二、雷电监测预警系统的原理雷电监测预警系统是基于雷电检测技术开发的一种天气监测系统。
它一般包括雷达监测、闪电定位系统等多种技术手段。
雷达监测主要通过对雷电云的观测，来得到雷电的相关信息，进而实现对雷电的监测。
闪电定位系统则是利用多个相互独立的传感器来定位雷电的发生位置，从而提供准确的预警信息。
这两种技术手段的结合，可以有效地实现对雷电的监测，并能够在雷电发生之前提供有效的预警信息。
三、雷电监测预警系统的应用1. 防范气象灾害：雷电监测预警系统可以有效地预警雷电的发生，为人们提供充分的时间进行应对措施，避免因雷电而引发的灾害，如山洪、泥石流等。
2. 保障交通安全：雷电对交通影响很大，如飞机、火车等都需要时刻关注雷电情况。
雷电监测预警系统可以为各种交通工具提供及时的雷电信息，保障人们的交通安全。
3. 保障人员安全：雷电发生时，人们要尽快躲避，否则会受到伤害。
雷电监测预警系统可以提供对雷电的精确预警，为人们避避祸患提供重要的信息。
四、雷电监测预警系统的发展趋势1. 利用人工智能技术：随着人工智能技术的不断发展，人们可以利用人工智能技术更加精准地分析雷电数据，提高预警的准确性和实时性。
2. 提高监测覆盖范围：目前雷电监测预警系统的监测范围还有限，未来需要不断提高监测覆盖范围，以更好地保障人们的生命财产安全。
3. 结合移动互联网技术：移动互联网技术的普及，为将雷电监测预警系统的信息推送到更多领域提供了新的可能。
五、结语雷电监测预警系统对人们的生活安全至关重要，它不仅是对天气现象的一种管理，更是对人们生命财产的保障。
雷电与地理科学的关系
雷电与地理科学的关系雷电作为一种自然现象，在地理科学中有着重要的地位和深入的研究。
本文将从雷电的形成原理、影响因素以及对地理环境的影响三个方面来探讨雷电与地理科学的关系。
一、雷电的形成原理雷电是指大气中带电粒子通过劈裂和相互碰撞产生电流放电现象。
大气中的带电粒子主要来自于冰雹、雹核、冰晶和水滴等云粒子的雷暴云中。
雷电的形成主要与两种电荷之间的分布和电位差有关。
当云与地之间形成较大电位差时，就会发生雷电放电现象。
二、雷电的影响因素雷电的形成和发展受多种因素的影响，其中包括气象条件、地理环境和人类活动等。
气象条件是影响雷电频发的主要因素之一。
例如，空气的温度、湿度、气压以及上升气流的强度等都会对雷电活动产生一定的影响。
此外，地理环境也对雷电的形成和分布产生较大影响。
山地、平原、海洋等地形的差异导致了雷电的分布不均，而地表的植被、土壤和水体等也会影响雷电的发展。
另外，人类活动也是影响雷电频发的一个重要因素，例如高层建筑、电线、通信设备等都可能成为雷电的吸引点，增加雷击的概率。
三、雷电对地理环境的影响雷电活动对地理环境具有双重影响，既有积极的一面，也有消极的一面。
积极的一面主要表现为雷电的放电可以促进大气中的能量转换，改变大气的物理和化学特性，进而影响到气候变化、空气质量等方面。
此外，雷电的放电过程中产生的臭氧可以净化大气中的有害物质，对保护环境起到一定作用。
消极的一面则表现为雷电活动可能引发山火、火灾等灾害，对自然环境和人类生活造成威胁。
另外，雷电还会对电力设施、通信系统等基础设施造成破坏，对经济和社会带来一定影响。
总结起来，雷电与地理科学密切相关。
了解雷电的形成原理、影响因素以及对地理环境的影响有助于我们更好地预测和防范雷电灾害，保护生态环境和人类安全。
在未来的研究中，我们需要进一步探索雷电与地理科学领域的关系，推动雷电研究的深入发展，为人类社会的可持续发展提供更多有益的科学依据。
雷电定位监测技术
雷电定位监测技术1 技术原理雷电定位监测系统（LLS）基于当代雷电物理研究成果，采用卫星同步对时技术（GPS）、地理信息系统（GIS）和雷电遥测、波形传播延时处理以及超量程计算技术，结合“时间到达＋定向”综合定位模型，实时计算显示云对地雷击的发生时间、位置、雷电流幅值和极性、回击次数、每次回击的参数，并以雷击点的分时彩色图清晰地显示雷暴的运动轨迹。
LLS是一套全自动、大面积、高精度、实时雷电监测系统，是当代雷电探测和雷电预警领域的高新技术。
LLS是采用时差方向综合定位原理。
定向定位原理如图8－1所示。
当A点发生雷击时，探测站TDF1、TDF2分别测定雷电方向α1和α2，由三角定位原理可计算A点的位置。
LLS定位只需要两个探测站，但当雷击点A落在两站的连线附近，或A点与探测站之间有遮挡，都会导致较大的测向误差。
图8－1 定向定位原理图8－2 时差定位原理时差定位原理如图8－2所示。
时差定位系统要求探测站站数≥3，3个站测得A1点雷电到达时刻T1、T2、T3，采用椭球双曲线定位原理，可解算出A1和A2，用方向定位或第4站信号可排除A2数学解算点。
LLS的定位精度一般以时差定位为准，如果各探测站时钟同步和各种测量误差在1us以内，则图中所示区域内定位误差≤1km，这种定位精度能满足电力系统雷击故障点的快速查找。
当设计探测效率90%≥时，一般探测站站间距离在150km至200km。
雷电定位系统是典型的积木搭建模式，系统监测区域随探测站向外延伸增加而扩大。
目前国际上以国家为整体替代从前的区域建设模式，如北美。
我国雷电定位系统多以单省系统为建设模式，单省模式易建设和管理，但省际间会形成监测盲区，若将省际边的探测站的探测信号互送或联合处理，就能消除省际间的监测盲区，这就是雷电定位系统全国组网，这亦是适合我国电网雷电定位系统发展的正确途径。
雷电定位系统联网技术前提是联网共享探测站必须相同或兼容，否则探测站测量的时标无法共用，美国也是最终采取二家生产厂商合并才实施全国统一布网。
第三章 雷电监测定位系统
1、闪电的高速旋转照相法
1926年博尹斯（Boys）设计了一种旋转 式相机，后来称Boys相机，如图。
BOYS相机观测原理图
由于该相机获取的闪电照片结构呈波纹 状，所以时常将这种相机称为波纹状相机。
1929年博尹斯又对他的相机作了进一步的 改进，如图 。
旋转胶片鼓 旋转方向 棱镜
镜头
具有移动 的胶片和 固定的光 学系统的 BOYS相机
（2）旋转（场磨）式大气静电场仪
为观测晴天条件下的地面大气电场，以及观 测雷暴天气条件下地面大气电场和闪电所引起地 面大气电场的变化。用电子学方法进行电场强度 的监视时间是电子系统中等效RC的函数，它只能 在秒量级的时间内是可行的，要长时间测量大气 电场强度则采用称之旋转式场磨仪，其原理是根 据导体在电场中产生的感应电荷原理，来测量大 气电场。仪器由大气电场感应器、信号处理电路、 显示系统和雷暴警报器等四部分组成。
由于航天发射遭雷击，70 年代中期，美 国研制了雷电定位系统用于雷电预警。雷电 是电力中断的头号环境因素，在美国每年造 成数十亿美元的损失，因此雷电定位系统在 美国的电力系统得到快速发展，主要用于电 力系统雷击故障点的检测，航空雷暴区和森 林火灾的预警。
本世纪八十年代初，随着雷电物理、 电子技术、计算机技术的发展，美国科学 家首先推出了一种探测闪电产生的低频电 磁脉冲的多站探测系统，法国科学家在九 十年代中期推出了甚高频(VHF)雷电探测系 统(干涉仪)。
高速成线扫描照相机原理图
从空间探测闪电已经有30多年的历史, 一 些卫星闪电探测仪器已提供了许多极有价值 的资料。例如, 闪电全球范围内发生的频率, 其随纬度和季节的变化以及日变化, 超级闪电 的发生等等。 这些资料在雷电灾害预警预报、强对流 天气监测、某些军事目标的识别等业务和科 研工作中得到了应用。
雷电监测定位系统
实用标准文档雷电监测定位系统ADTD 雷电探测仪用户手册中国科学院空间科学与应用研究中心ADTD雷电监测定位系统课题组二○○四年十月目录页号一、概论 21.1 ADTD 雷电探测仪的工作原理 2 1.2 雷电监测定位系统的构成 31.3 雷电探测仪的结构 4二、ADTD 雷电探测仪的技术功能指标 112.1 每个雷电探测仪布站配置 11 2.2 雷电探测仪布站连接简图 112.3 雷电探测仪的主要技术指标 11三、雷电探测仪的安装 133.1 安装场地要求 13 3.2 安装基座 13 3.3 探头供电 13 3.4 探头接地 13 3.5 通讯标准及波特率17 3.6 探头与中心数据处理站间的通信 17 3.7 通讯电缆 18 3.8 探头的安装及水平调节 18 3.9 探头NS磁场天线环方位的调整 18 3.10 探头的初次通电 223.11 探头的密封 22四、雷电探测仪运行设置和操作 234.1 DIP开关的设置 23 4.2 探头的运行方式 25 4.3 探头的数据输出及帧格式 25 4.4 自动自检 28 4.5 探头命令 284.6 CPU板、PDL板以及电源/接口板上的LED灯的涵义 39五、雷电探测仪维修 415.1探头的检修维护 41 2维修程序设置及测试终端连接 44 5.3探头故障修理 47一、概论1.1 ADTD 雷电探测仪的工作原理———闪电物理特性，探测原理，处理技术大量的气象观测、卫星探测仪以及很多国家的电学测量等综合分析表明，全球在任一时刻都有上千个雷暴在活动，大多数发生在较低纬度地区，但两极地区也时有发生。
由于雷电在现代生活中，仍然威胁着森林、引燃火工品、造成人员的伤亡，对航天、航空、通讯、电力、建筑等国防和国民经济的许多部门都有着很大的影响。
因此各国都很重视雷电的研究与防护。
闪电可以分为：云闪（包含云与云、云与空气、云内放电）、云地闪、诱发闪电、球闪等多种，其中对地面设施危害最大的是云地闪电。
雷电定位系统在桐庐电网中的应用
雷电定位系统在桐庐电网中的应用近年来，气候异常频繁，雷电灾害也屡见不鲜。
为了确保电网运行的安全可靠，桐庐电网引进了先进的雷电定位系统，以提升对雷电灾害的预警和应急处理能力。
本文将就雷电定位系统在桐庐电网中的应用进行探讨。
一、雷电定位系统的原理及技术特点雷电定位系统是一项通过接收天空中的电磁信号，利用时间差计算的原理来确定雷电发生位置的技术。
其技术特点包括以下几个方面：1. 定位准确性高：雷电定位系统采用多台接收设备同时工作，通过测量雷电信号到达各个接收设备的时间差，来计算雷电的发生位置。
该系统准确度高，能够精确到数百米。
2. 实时性强：雷电定位系统能够实时监测雷电信号，通过快速响应系统可以在雷电发生前几分钟进行预警，提前采取相应的措施。
3. 覆盖范围广：雷电定位系统具备宽频带特性，能够接收到大气中不同频率范围的电磁信号，因此可以对广大区域内的雷电进行定位。
二、桐庐电网中雷电定位系统的应用雷电定位系统在桐庐电网中得到了广泛应用，主要体现在以下几个方面：1. 雷电预警和监控：雷电定位系统可以准确判断雷电的发生位置和趋势，当监测到雷电活动时，系统能够发出警报信号，及时提醒相关工作人员采取必要的防护措施，避免雷电对电网设备和人员造成损害。
2. 防雷装置的设计和优化：通过雷电定位系统获取到雷电的发生位置和频率等信息，可以为电网的防雷装置的设计提供依据。
针对不同区域的雷电特点，可以优化防雷装置的布局和参数设置，提升电网的防雷能力。
3. 雷电灾害的快速应急处理：在雷电发生后，雷电定位系统可以精确锁定雷电的落地点，以便快速指导抢修人员前往事故现场进行处理。
同时，也可以通过系统分析雷电的传输路径和范围，预估潜在的影响范围，为救援和应急决策提供科学依据。
4. 大气电场监测：雷电定位系统也可以监测大气电场的变化情况，包括电场强度和电势梯度等参数。
这对于电网运行中的其他故障诊断和故障排除也具有重要意义。
总之，雷电定位系统在桐庐电网的应用使得电网管理者能够及时了解雷电的情况，采取相应的措施来保障电网运行的安全稳定。
浅论雷电定位系统的原理功能及其应用
浅论雷电定位系统的原理功能及其应用【摘要】文章简要介绍了雷电定位系统的原理、系统构成及主要用户功能，详细探讨了雷电定位系统在电网调度运行中的应用情况，进而提出了该系统的应用中存在的一些问题，以及相应对策的一些建议。
【关键词】雷电；定位系统；原理；功能；应用1.雷电定位的基本原理雷电是大自然中空间放电所导致的自然灾害，其发生的同时伴有电磁辐射信号，通过对此雷电波信息特征量的测定，再进行算法分析就可得相关雷电信息。
目前雷电定位探测常见有定向定位与时差定位2种技术。
1.1定向雷电定位技术雷电发生时要向周围空间辐射很强的电磁波，可通过分设在各地的探测站接收雷电电磁信号，当有2个及以上的探测站根据接收到的雷电电磁信号测定雷电方位角后，就可根据三角定位原理计算出雷击点的位置。
该技术原理清晰，方法简单，且在多站系统中几乎不存在探测死区，但它的探测精度受电磁波传播途径及探测站周围环境的影响较大，造成定位误差相对较大。
1.2时差雷电定位技术该方法测定雷电电磁信号到达各探测站的时刻，根据电磁信号到达各探测站的时间差来计算雷击位置。
该方法要求各探测站的时钟高精度同步。
与定向定位技术相比，在采用现代高精度全球定位系统(GPS)时钟的情况下，其定位精度比定向定位高约5倍以上，甚至近一个数量级。
另外，时差定位技术对探测站周围环境的要求相对较低，误差主要取决于GPS误差和雷电电磁信号的传播延时。
1.3综合雷电定位技术目前常用的综合雷电定位技术是利用“定向+时差” ，综合定位探测站既探测雷击发生的方位角，又探测雷击辐射出的电磁波到达的精确时间，该方法可充分利用探测到的全部有效数据，剔除方向误差和无效时间数据，使雷电定位误判次数大大的减少。
2.雷电定位系统的构成及主要用户功能雷电定位系统主要包括雷电探测、定位计算和雷电信息服务3部分。
系统能对落雷信息实时接收、储存、处理、显示和发送。
系统能显示落雷的位置、时间、强度、极性等参数信息、并且能显示雷暴的运动情况；配合地理信息系统GIS 建立的全省输电线路坐标库，能在线路雷击跳闸后尽快查出线路可能遭受雷击的故障杆塔。
雷电定位系统原理及影响定位结果的因素
雷电定位系统原理及影响定位结果的因素雷电定位系统原理及影响定位结果的因素摘要：在时间差闪电定位算法的基础上，采⽤蒙特卡罗模拟⽅法，实现了对闪电定位误差的定量评估。
详细分析了闪电定位系统中测站数⽬、布站⽅式和站址基线长度3个因素对定位结果的影响。
研究表明：定位误差与测站数⽬、布站⽅式和基线长度有密切关系。
当测站数⽬⼀定时，矩形加中⼼站的布站⽅式定位结果较好；当布站⽅式⼀定时，测站数⽬越多定位误差越⼩；在仪器允许的探测范围内，基线越长，覆盖区域越⼤，定位误差越⼩。
闪电定位误差的定量分析研究，为闪电监测⽹的站址选择、⼦站布设等实际⼯作提供了重要参考依据。
关键词：到达时间；定位原理；定位误差1.引⾔据统计，⽆论那⼀时刻，世界上都约有2000个雷暴区在活动，这些雷暴区每秒钟产⽣1000个以上云地闪和云闪。
雷电监测定位系统在雷电的研究、监测及防护领域中处于极其核⼼的位置。
通过实时监测雷暴的发⽣、发展、成灾情况和移动⽅向及其它活动特性，对⼀些重点⽬标给出类似于台风的监测预报，使雷电造成的损失降到最低点。
⾃然界中的闪电可以细分为:1）云闪：云对云、云内放电；2）地闪：云对地的放电；3)诱发闪电：⼈⼯引雷所形成的闪电；4）球闪:球状闪电，常常成为地滚闪。
其中，云地闪电对地⾯上的⽬标危害最⼤，是电⼒、森林防⽕等领域研究的重点。
云地闪电的放电过程如下：云层电荷形成电分布初始击穿梯级先导联接过程第⼀回击K过程、J过程直窜先导第⼆回击。
闪电的放电过程中最重要的过程是回击过程，因为回击的电流⼤、时间短，辐射的电磁场强，是形成故障、造成危害的主要原因。
每次闪电持续的时间主要由回击数决定，闪电持续的时间⼀般在1秒以内，平均在0.2秒。
⼀个回击的持续时间⼀般⼩于0.1ms（毫秒），回击和回击之间的时间间隔⼀般为20-200ms之间，平均值为50-70ms。
雷电定位系统所测定的回击放电时间是回击产⽣的电磁脉冲的第⼀个峰值到达监测站的时刻，精度⼤约为10-7秒，它等于回击发⽣的时刻加上传播时延。
雷电定位系统在输电线路故障中的应用
雷电定位系统在输电线路故障中的应用发布时间：2021-07-20T10:24:47.173Z 来源：《当代电力文化》2021年8期作者：丁荣杰[导读] 高压输电线路由雷击造成的跳闸事故约占总跳闸次数的 40％～70％丁荣杰国网浙江安吉县供电有限公司，安吉县递铺镇昌硕东路298号 313300摘要：高压输电线路由雷击造成的跳闸事故约占总跳闸次数的 40％～70％。
雷电定位系统目前作为电力公司电网事故鉴别的第一手段，与传统手段相比,在第一时间内就能快速定位最近雷击故障杆塔或雷击点,一是缩短了巡视范围，极大提高了巡线工人劳动生产率；二是借助系统参数可以大概率判断故障是否由雷击引起，在极端天气下可以延迟巡线时间，保障巡线工人的安全。
关键词：输电线路、雷击跳闸、雷电定位、雷电参数、事故鉴别0 引言高压输电线路是电网的主干架，作为电力系统的主网支撑电能的输送。
虽然我国的电网经过逐年改造已经日趋坚强，较少出现因输电线路的故障造成全所失电的情况，但因备自投的动作特性瞬时负荷的损失往往不能避免，且故障跳闸线路不能及时恢复送电将影响电网运行可靠性。
因此如何提高查找故障点及恢复送电的时间效率值得探讨研究。
而据统计表明，雷击引起的跳闸是线路故障的主要原因之一（高压输电线路由雷击造成的跳闸事故约占总跳闸次数的 40％～70％[1]）。
以湖州地区为例，2015年至2019年累计发生110千伏输电线路非外破性故障跳闸32次，其中雷击故障13次（占比40.6%，为各项原因之最）。
故雷击成为高压输电线路跳闸的首要威胁因素。
雷电定位系统，是根据输电线路发生雷击后的电气量信息或者雷电探测站探测到的雷电信息查找雷击点的位置。
对输电线路雷击点迅速准确的定位，有助于减轻人工巡线的艰辛劳动，还可以查找线路上的隐患和薄弱环节，提高供电可靠性，减少经济损失[2]。
因此，利用雷电定位快速查找真实故障点区段的深入研究具有实际应用价值。
1 雷电定位系统的构成原理及应用雷电定位系统（Lightning LocatingSystem，简称LLS）是一种大面积、全自动、实时性雷电定位系统[3]。
雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探讨
雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探讨1. 引言1.1 雷电定位系统简介雷电定位系统是一种集雷击监测、闪电定位和预警于一体的专业设备，通过接收和处理地面和空中的电磁信号，可以准确地定位雷电活动的位置和强度。
雷电定位系统的工作原理是利用多个接收站同时接收闪电信号，并通过信号的到达时间差来确定雷电的位置。
这种系统可以实时监测雷电活动，提前预警可能发生的雷电灾害，为防范措施的制定提供准确的数据支持。
雷电活动具有极大的危害性，不仅可能造成人员伤亡和财产损失，还可能对电力设施、通讯系统和交通运输等基础设施造成重大影响。
及时准确地监测雷电活动并采取相应的防御措施对于保障人民生命财产安全和社会稳定具有重要意义。
雷电定位系统的出现大大提高了雷电监测预警的准确性和及时性，为雷电灾害防御工作提供了重要的技术支持和保障。
1.2 雷电灾害的危害性1. 人员伤亡：雷电是一种极具破坏性的自然灾害，根据统计数据显示，每年因雷电而导致的人员伤亡数量不容忽视。
雷电击中人体会造成电击伤，严重的甚至会导致死亡。
2. 财产损失：雷电引发的火灾、爆炸等灾害会造成建筑物、农田、林木等财产的巨大损失。
特别是在雷电活跃的季节，雷击烧毁的财物屡见不鲜。
3. 交通事故：雷电活跃时，飞机、火车、汽车等交通工具容易受到雷电的影响而发生事故，严重威胁行车安全。
4. 生活设施受损：雷电引发的电力中断、通讯瘫痪等问题会给人们的生活带来严重影响，尤其对医疗、通讯、电力等重要行业的正常运作造成隐患。
雷电灾害不仅对人们的生命财产安全构成威胁，还会影响社会的正常运转和发展。
正确防范和及时预警雷电灾害至关重要，而雷电定位系统的应用则可以有效提高雷电灾害的监测预警能力，减少潜在的危害。
2. 正文2.1 雷电定位系统在雷电灾害预警中的应用雷电定位系统在雷电灾害预警中的应用是非常重要的，它可以实时监测雷电活动的位置、强度和发展趋势，为预防和减少雷电灾害提供了重要的科学依据。
输电线路雷电定位监测系统
输电线路雷电定位监测系统前言随着经济的发展和城市化的加速，对电力供应的需求也随之增加。
这种增长带来的是对输电线路的频繁使用，同时由于人类活动不断扩张，将城市缩小，将花园和森林大大缩小，导致了对大气的污染。
大气能量的不断积累带来雷电危险的增加，给输电线路的安全带来了巨大的挑战，所以一种从雷电监测的角度对输电线路进行安全监测的系统变得越来越重要。
系统概述输电线路雷电定位监测系统是一种基于雷电检测技术的监测系统，该系统利用观测波形的双电极闪电峰值时间差来精准地对传输线路的雷电击距进行快速定位。
系统主要由外部雷电探测器、输电线路数据采集设备、数据传输设备、数据处理与分析系统等四大部分组成。
外部雷电探测器外部雷电探测器通常包括内部闪电电路和环境检测元件。
它能实现闪电辐射信号的实时检测，并将检测到的信号发到输电线路数据采集设备。
输电线路数据采集设备输电线路数据采集设备主要用来采集外部雷电探测器所检测到的雷电信号，同时为数据传输设备提供数据。
数据传输设备数据传输设备有两种方式：有线传输和无线传输。
有线传输主要采用可靠性高、抗干扰能力强的RS232串行通信；无线传输主要采用采用ZigBee技术，但是稳定性较差，容易受到干扰。
数据处理与分析系统数据处理与分析系统主要负责对已采集到的输电线路雷电定位监测数据进行数据分析与处理，以及构建雷电定位监测数据库。
该系统通过对数据的分析和处理得到最后的分析结果信息，提供决策支持，同时也可为监测过程中的管理提供技术支持。
系统设计输电线路雷电定位监测系统设计方案的成败直接影响到系统的实际效果和应用范围。
设计方案主要涉及从系统结构和性能两个方面展开。
下面从三个方面进行具体阐述。
系统结构设计系统结构设计是指针对输电线路雷电监测所采用的具体系统架构设置。
基于管理的角度，系统分为数据采集系统、数据库和数据分析与处理系统三个部分。
其中，数据库系统主要存储管理、采集到的数据和分析结果等实时数据，并按需求设定备份和恢复方式，以保证数据不丢失。
雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探讨
雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探讨雷电是一种非常具有破坏力的自然灾害，它经常伴随着猛烈的雷雨和强烈的电磁辐射，不仅给人们的生活和财产带来巨大的危害，而且在一定程度上还对环境和生态系统造成损害。
为了有效防御和监测雷电灾害，科学家们研发了各种雷电定位系统，并应用于雷电监测预警工作中。
本文将就雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用进行探讨。
一、雷电定位系统的基本原理雷电定位系统是一种利用雷电产生的电磁信号进行定位的技术。
它主要包括两个部分，即雷电观测系统和雷电定位分析系统。
雷电观测系统通常包括雷电探测器、闪电定位雷达、电场传感器等设备，用于对雷电活动进行实时监测和观测。
而雷电定位分析系统则是利用观测到的雷电信号进行分析和定位，以确定雷电的发生位置、强度和移动轨迹。
雷电定位系统的基本原理是通过对雷电信号的收集和分析，确定雷电的发生位置和强度，进而预测雷电的移动轨迹和可能造成的影响范围。
对于雷电监测预警工作来说，雷电定位系统的快速响应和准确性至关重要，它能够帮助人们及时采取必要的防护措施，减少雷电灾害可能带来的损失。
1. 提供实时监测数据2. 辅助灾害应急响应在雷电灾害发生后，雷电定位系统能够辅助灾害应急响应工作。
通过对雷电活动情况的实时监测和分析，相关部门能够及时采取必要的救援和保护措施，保障受灾人员和财产的安全。
3. 为灾害防御决策提供科学依据雷电定位系统所提供的雷电监测数据能够为灾害防御决策提供科学依据。
它能够帮助相关部门科学评估雷电灾害的可能影响范围和程度，及时制定针对性的防护措施和预案，最大限度地减少雷电灾害带来的损失。
1. 实现对雷电活动的实时监测雷电定位系统能够实现对雷电活动的实时监测，能够在雷电发生后迅速、准确地确定雷电的位置和强度，为雷电监测预警工作提供重要的数据支持。
2. 预测雷电的移动轨迹和影响范围3. 加强灾害预警和应急响应能力雷电定位系统能够加强灾害预警和应急响应能力。
雷电定位系统在输电线路防雷中的应用
雷电定位系统在输电线路防雷中的应用摘要：雷电定位系统在输电线路雷击故障点查找、雷击活动规则的研究、为更有针对性的防雷方法提供科学依据等方面提供了重要作用，是电网安全运行的有效保证，也为研究区域性输电线路运行环境的雷电活动规则、帮助输电线路运维部门提出差异化防雷方法提供了数据支撑。
但是，尽管如此，误差仍然存在，因而作为电力企业应提升输电线路的数据准确性，减小系统时间与继电保护设备时间的误差，使雷电定位系统在电网运行中得到更好的应用。
关键词：雷电定位系统；输电线路；防雷；应用1雷电定位系统的组成及定位原理雷电定位系统（LLS）是一个综合运用大地空间测量、地理信息、信号识别及信息处理等相关技术的实时雷电监测系统，它主要由方向时差探测器（TDF）、基地处理机（NPA）和雷电信息系统（LIS）三部分构成。
当雷电发生时，雷电探测器将会接收到以光速向周围传达的雷电电磁波信号，而且将接收到的雷电信号通过相关通讯设备传送到基地站，基地站的相关数据处理设备会对接收到的信号进行分析和计算，依据各个雷电探测器发送信号的时间差以及间隔，经过具体的分析和计算就能精确地定位雷击发生的方位，并且能直观地反映到地图上，以经纬度的方法定位雷击故障点。
不仅如此，雷电定位系统还能精确计量雷击发生的时间，发生电流的大小，雷击次数的多少，为故障发生后的维修排查提供了极大的帮助。
2雷电定位系统应用存在一定的误差2.1雷电定位系统误差任何系统都有其缺点，雷电定位系统尽管对雷击故障点能迅速准确地施行定位，但是在某些情况下也存在误差，这种误差主要有两方面，分别为雷电定位系统误差和输电线路运行单位误差。
雷电定位系统误差主要是系统在进行雷击故障点定位时，由输电线路架起时穿越山水形成系统误差，对于这种误差可以运用计算机技术对接收到的雷电信号线进行修改，再由系统对故障点进行定位，这样能够有效减少因雷电信号波形畸变所带来的定位不准确问题。
关于输电线路运行单位误差，主要是由线路架起和线路衔接方法的不同使得雷电定位系统随雷击故障点定位发生误差，对于这种误差，可以选择在架起输电线路时就对各线路杆塔做精确定位，并对线路杆塔的坐标做有效记录，这样就能在雷电定位系统对雷击故障点进行定位时提供精确参考，进一步提高雷电定位系统对雷击故障点定位的精度，减小误差。
关于雷电定位系统的原理与应用研究
关于雷电定位系统的原理与应用研究雷电定位系统的原理与应用研究如下文湖南是一个多雷省份，通常年雷暴日数在50d以上，雷击是线路故障的主要原因。
出于安全生产的需要，多年来对雷电参数的观测，尤其80年代对地落雷密度测量，做了大量工作，得出湖南对地落雷密度[1]r=次/km2。
这一观测结果远比原规程r=大3倍，与1997年新修订的规程r=很接近。
90年代，随着电力工业的大发展，投运的高压线路迅速增长，线路雷击事故增多，故障点的查找工作量很大，以致线路雷击故障查找率对于110～220kv等级只有50左右。
另一方面，是把线路的其它事故无根据地归结于雷击。
在这种形势下，鉴别线路是否落雷以及精确确定落雷杆号就显得很迫切。
正是基于这一生产需要，1993系统。
经过5a调查研究，开发了全部硬件和软件，建成了包含9个探测站覆盖全省的湖南雷电定位系统，以它的良好定位精度，从1996年开始，在指导全省5000多km220kv及以上超高压线路的雷击故障点查找上，发挥了重要作用。
本文以这个系统为背景，介绍雷电定位系统的构成、特性、应用，以及今后推广中的一些问题。
1 雷击故障定位的原理雷电放电会产生光、声音和电磁波。
现在实用化的雷击故障定位大都测定放电辐射的电磁波。
为此必须建立相应的辐射电磁场计算模型，区分云内放电与对地落雷，采用精确的雷击点的定位交会方法。
回击辐射电磁场计算模型大量实际观测弄清了对地落雷的形态[2]。
落雷通常开始于雷云中高静电区的放电，然后从云向地面以先导形式向下进展，先导到达地面或高耸物体后，沿着先导路径向上产生回击。
尽管先导发展具有随意性，但在接近地面时，其通道在几百米的范围内是几乎垂直于地面的。
落雷回击电流为幅值大、起始部分陡峭的大电流脉冲，并以近似于光速沿着先导放电路径从大地向云中发展，辐射出很强的电磁波。
利用图1的计算模型可以确定回击电流在地面上任一点产生的电磁场强度e(r,φ，θ，t)和b(r,φ，θ，t)。
雷电定位系统在输电线路防雷中的应用
雷电定位系统在输电线路防雷中的应用雷电定位系统在输电线路防雷中的应用随着经济的发展，电力行业的重要性日益凸显。
但是，因为天气变化、气候状况等原因，电力实行大规模输送时常常会遭受到雷击的威胁，给电力供应带来巨大的风险。
因此，对于输电线路防雷问题需要引起重视。
雷电定位系统在输电线路防雷中的应用，可以更加精准地预测雷电活动的发生位置和时间，进而做出相应的预防措施，减少因雷电而引起的电力损失，提高供电的稳定性。
1. 雷电定位系统的基本工作原理雷电定位系统通过接收自然产生的雷电电磁波和电场信号的相位数据，采取双向时差测量原理计算出雷电产生点周围的可能区域。
该系统也被称作多点电力雷电定位系统，它利用先进的计算机技术和电学原理来追踪雷电活动的位置，预测雷电活动发生的方向和强度。
雷电定位系统主要由雷电探测器、雷电传输机和雷电定位中心组成。
雷电探测器负责实时采集雷电电磁波和电场信号，将其传送到地面上的雷电传输机上。
雷电传输机将采集到的数据通过光纤传输或者微波信号传输的方式传送到位于雷电定位中心的计算机上，计算机随后将利用电学原理追踪雷电的位置，并通过轨迹预测来实现对于雷电活动的预报功能。
这样，电力公司就可以及时制定有效的采取措施，以避免因雷电而产生的电力损失和影响。
2. 雷电定位系统的应用现状目前，随着雷电定位技术的迅速发展，雷电定位系统已经广泛应用于实际生产和生活中的各个领域，如石油、航空、通信、城市公共建筑等。
在能源领域，电力公司通过安装雷电定位系统，可以在雷电天气即将到来时及早采取有力措施，以避免电网故障或设备受损而导致用户供电中断。
因此，多个国家的电力公司已经开始使用雷电定位系统来帮助预测和防范雷电灾害。
3. 雷电定位系统的优点与其它雷电预测技术相比，雷电定位系统的优点在于它不仅具有高精度和高准确性，而且在预报雷电活动的盲区上有很好的工作表现。
此外，该系统的预警时间可达3分钟，能供电公司有更多的时间来制定预防措施，提高供电的质量和可靠性。
浅谈雷电监测预警系统原理
浅谈雷电监测预警系统原理引言雷电是发生在自然大气中的瞬间放电过程，并同时伴有声、光的出现，是一种能引起严重灾害的自然现象，其特点是电压高、电流大，能量释放时间短，危险性大。
雷电灾害是一种严重的自然灾害，不仅造成人员伤亡和建筑物、电子设备、输电线路和通信设备等受损，而且雷电诱发的火灾和爆炸事故也十分严重，严重威胁人类生命财产的安全。
常遭受雷电影响的领域包括建筑、电网、通讯、林业、交通、军事设施等，尤其对现在广泛使用的微电子、信息网络、无线通信设备和家用电器等，遭受雷击并造成重大损失的可能性愈来愈大。
据不完全统计，我国每年因雷电灾害造成人员伤亡达 3 000 ～4 000 人，财产损失在50 ～100 亿元人民币[1] 。
雷电灾害已被联合国国际减灾十年委员会列为“ 最严重的十种自然灾害之一” ，被中国国防电工委员会称为“ 电子时代的一大公害” 。
近年来，随着社会经济发展和现代化水平的提高，特别是信息技术的快速发展，雷电灾害的危害程度和造成的经济损失及社会影响也越来越大。
因此，对雷电活动进行有效的监测、预测和研究，对雷电灾害防灾减灾工作作用重大，并具有十分重要的社会、经济与科学意义。
本文从探讨雷电监测预警的方法出发，研究雷电监测预警系统的原理，论述了雷电预警的基本方法，分析地面电场仪的使用方法，并提出一套相对科学、完善的监测预警方法，以期得到更好的防灾减灾效果。
1雷电监测系统的原理雷电探测技术是雷电科学的重要研究领域。
雷电探测的主要内容有测量闪电发生的时间和位置、测量大气电场、测量闪电电流、测量回击峰值电流、测量地面电流等。
雷电监测预警系统的两大主要功能是实现雷电的监测定位和雷电的预警。
雷电监测定位包括测定雷击点的位置和发生时间，实时探测闪电参数及实时监测闪电活动，从雷电探测的内容看，它可以探测闪电每次回击过程的时间、位置、极性、峰值强度、波形特征参量（陡点时间、峰点时间、波形半周过零点时间等）、陡点值，通过Mawxell方程组还可导出放电电荷量、闪电辐射功率等参数。
雷电定位系统在输电线路中的应用
雷电定位系统在输电线路中的应用摘要：众所周知，输电线路相当于整个电力网络的动脉，一旦输电线路发生故障将直接导致整个电网陷入瘫痪，直接造成电力用户产生经济损失，而雷击造成输电线路发生故障的后果更为严重，所以如何能及时排除输电线路故障是能将因输电线路故障造成的损失降到最低的最有效的办法。
通过雷电定位系统的应用，一方面可以提高电网的生产管理水平，提升电网在雷雨季节遭受雷害时应对故障的判断能力；另一方面，通过雷电定位系统对雷电故障范围及性质进行判定，可以有效缩短故障查找与处理时间，而故障点的快速准确定位则是保证故障点及时排除的先决条件。
最后，通过雷电定位系统应用可以对雷电活动的进行统计分析，寻找雷电活动的规律，为电网防雷提供科学依据，对确保电力网络安全稳定运行都有着重要意义。
关键词：雷电定位系统；输电线路；应用1雷电定位系统原理及构成1.1雷电定位系统原理雷电定位系统（LLS），又名实时雷电监测系统。
主要由方向时差探测器（TDF）、中央处理机（NPA）和雷电信息系统（LIS）三部分组成。
它能实时记录雷击的发生时间、地点、幅值、极性、回击次数等各种雷电参数，是观测和研究雷电，进行雷电预警的高新技术，为防雷保护工作提供实时数据，并为快速查找输电线路雷击故障点提供参考。
雷电定位系统的工作原理是：当雷电出现时，雷电定位系统通过时差法探测器对雷电进行探测、定位；然后将雷击数据发送给中央处理机，中央处理机将收到的闪电回击数据实时进行交汇处理，给出每个闪电回击的准确位置、强度等参数，再将此参数导入雷电信息系统形成数据库；雷电信息系统将探测到的数据结合GPS，综合至地图图层给出雷击具体位置和参数，并将数据库数据开放，供各类网络用户访问和调用。
1.2雷电定位系统的构成雷电定位系统主要由三大部分构成：雷电监测站、数据处理及系统控制中心（中心站）、用户工作站（雷电显示终端）。
除去三大支撑系统,通信系统是组成LLS的另一大支撑环节,目前广泛采用光纤、微波、卫星、网络电信ADSL和移动GPRS多种通信手段。
闪电定位系统原理介绍
云地闪回击
后续回击
一、雷电定位系统简介
当前国际上主要应用的雷电定位系统主要 有两种: 磁方向探测系统(DF) 时差法定位系统(TOA)
磁方向探测系统
时差法定位系统(TOA)
定位原理
设有三个接收机R1、R2、R3按图1.3所示布成一个 接收网，R1、R2、R3均被同步在同一时间系统上，即 三个接收机的时间相同。t0时刻，在L处发生了一个雷 击，该雷击所辐射的电磁脉冲信号至各站时的时刻分 别为t1、t2、t3，则： t2-t1 = (t2-t0)-(t1-t0) =（R2L-R1L）/C 其中C为光速，R2L-R1L为R1，R2两站到雷击点的距离 差。若测得t2－t1，则雷击点也必然位于以R1，R2为 焦点，到两点距离差为恒定值（R2L-R1L）的一条双曲 线AB上。同样，对于R3、R2来说也可以通过测量t3－ t2而得到另外一条相对应的双曲线CD。AB与CD的交 点就必然是雷击发生的位置。这样就把一个定位问题 变成了测量信号到达不同接收站的时间问题。
2001年5月8日，广东惠阳市秋长镇 一间工厂遭雷击爆炸起火，死亡三 人，伤八人。深圳气象局雷电定位 网为这次灾害提供了精确的雷电定 位数据
一、什么是闪电？
定义：闪电是一种自然现象，是云与云， 云与地以及云体内各部位之间的强 烈放电现象。
过程：对流云在大气中摩擦产生电荷，不同部位 聚集着不同符号的电荷，当电荷积累到一定程度 时，就在云团之间、不同云团之间以及云团与地 面之间产生很强的电场。当电场强度超过大气电 离的临界电场强度（空气30Kv/cm，10Kv/cm）， 就使云内外的大气层击穿而产生瞬时强火花放电， 这就是闪电。 闪电对地的放电过程可分为先导放电和主放 电两个阶段。先导放电是雷云与大地间的局部电 场强度超过临界场强，局部放电通道自雷云边缘 向大地发展。在先导接近地面的一刹那，大气强 烈电离形成高导电率的等离子体通道，使先导通 道及云中电荷与大地电荷迅速中和，这就是主放 电过程。
雷电定位系统在输电线路雷击故障分析中的应用
雷电定位系统在输电线路雷击故障分析中的应用摘要：雷电是一种自然灾害，输电线路在遭受雷击后，若雷电冲击电流超过线路的耐雷水平，将会导致线路跳闸、绝缘子闪络缺陷，甚至发生导、地线断股及断线等故障，造成线路停运。
因此，雷电监测就显得尤为重要。
关键词：雷电定位系统输电线路雷击故障前言雷电对电力系统的危害是十分巨大的，雷击跳闸一直是电力线路跳闸的主要原因，它有时甚至可以造成导地线断线，绝缘子掉串等事故，对线路的安全运行构成很大的威胁，严重的影响到电力系统的稳定性。
雷电定位系统是目前研究雷电活动情况最先进的手段，对电力系统的帮助非常大，在电力系统中得到了越来越广泛应用。
一、基于输电线路专业的雷电定位应用1、雷电定位系统的组成及定位原理雷电定位系统由雷电探测站、监测中心服务器、通信网络和用户应用终端等部分组成，如图1 所示。
雷电发生时，雷电电磁波以光速向四周传播，雷电探测天线将接收到雷电电磁波的信号。
信号通过通信设备传送到中心站的相应端口上，中心数据分析处理服务器对各路信号进行处理，根据多个探测站所测得的雷电波方向和到达时间差，经过计算、分析，便可测定雷击发生点的经纬度。
测得的雷击位置以图形方式直观反映在用户终端的地理信息系统中。
生成的雷电图形直接反映了雷击发生的时间、经纬度、雷电流幅值和极性、回击次数等参数。
2、雷电定位系统在输电专业上的应用通过对雷击故障及其防范对策的分析可以看出,雷电活动对电力系统的安全稳定运行有着巨大的影响,因此应用雷电定位系统对雷电活动实施严密的监测是十分必要的。
目前在输电分公司所应用的雷电定位系统是一整套全自动,大面积,高精度,实时的雷电监测系统,能实时显示雷击的时间和位置,雷电流的幅值和极性,回击次数以及每次回击的参数,雷击点的分时彩色图能清晰的显示雷暴的运动轨迹。
发生雷电时,探测站收到雷电波信号以后,通过专线通道将数据实时送到电力公司的雷击位置分析仪。
位置分析仪通过定位算法,得出雷击点的具体位置,由于采用了波形畸变压缩技术、超量程计量技术和高精度时钟自校及GIS技术可以非常有效地提高定位精度和探测效率。
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雷电定位系统原理及影响定位结果的因素摘要：在时间差闪电定位算法的基础上，采用蒙特卡罗模拟方法，实现了对闪电定位误差的定量评估。
详细分析了闪电定位系统中测站数目、布站方式和站址基线长度3个因素对定位结果的影响。
研究表明：定位误差与测站数目、布站方式和基线长度有密切关系。
当测站数目一定时，矩形加中心站的布站方式定位结果较好；当布站方式一定时，测站数目越多定位误差越小；在仪器允许的探测范围内，基线越长，覆盖区域越大，定位误差越小。
闪电定位误差的定量分析研究，为闪电监测网的站址选择、子站布设等实际工作提供了重要参考依据。
关键词：到达时间；定位原理；定位误差1.引言据统计，无论那一时刻，世界上都约有2000个雷暴区在活动，这些雷暴区每秒钟产生1000个以上云地闪和云闪。
雷电监测定位系统在雷电的研究、监测及防护领域中处于极其核心的位置。
通过实时监测雷暴的发生、发展、成灾情况和移动方向及其它活动特性，对一些重点目标给出类似于台风的监测预报，使雷电造成的损失降到最低点。
自然界中的闪电可以细分为:1）云闪：云对云、云内放电；2）地闪：云对地的放电；3)诱发闪电：人工引雷所形成的闪电；4）球闪:球状闪电，常常成为地滚闪。
其中，云地闪电对地面上的目标危害最大，是电力、森林防火等领域研究的重点。
云地闪电的放电过程如下：云层电荷形成电分布初始击穿梯级先导联接过程第一回击K过程、J过程直窜先导第二回击。
闪电的放电过程中最重要的过程是回击过程，因为回击的电流大、时间短，辐射的电磁场强，是形成故障、造成危害的主要原因。
每次闪电持续的时间主要由回击数决定，闪电持续的时间一般在1秒以内，平均在0.2秒。
一个回击的持续时间一般小于0.1ms（毫秒），回击和回击之间的时间间隔一般为20-200ms之间，平均值为50-70ms。
雷电定位系统所测定的回击放电时间是回击产生的电磁脉冲的第一个峰值到达监测站的时刻，精度大约为10-7秒，它等于回击发生的时刻加上传播时延。
一次典型的云地闪的电波型[1]如图1-1所示。
1雷电定位系统原理及影响定位结果的因素图1-1 典型的一次云地闪电波形2.到达时间（TOA ）检测法的原理到达时间检测法，即Time of Arrival(TOA), 是一种利用电磁波到达各个雷电探测站点的时间差对雷电定位的多站式雷电定位系统。
通过采集雷电事件发生时产生的电磁波信号到达各个探测站点的时间，计算出站点之间的时间差，得到雷电事件发生的三维位置和发生时间。
因此，各个站点之间的标准时间差，即站点的同步问题决定了整个系统的定位精度。
同时，由于采集的信号是射频信号，在空气中传播时存在大量的无线电波干扰，所以在这种TOA 定位的系统中，各站的时间同步性是最重要的。
TOA 检测法的示意图如图2-1所示。
由图2-1可以看到，雷电脉冲发生时，其辐射的电磁波信号有四个未知因素，三维的位置（x ，y ，z ）和发生的绝对时间t ，由于事件到达各个站点的时间不同，首先传播到离雷电事件最近的站点, 然后是较远的站点, 电磁波的传播速度是一定的,必然有t t i -=c （） （2-1）根据上式可得i t = (2-2) 其中，c 是信号的传播速度，而（x i ，y i ，z i ；t i ）表示第i 个站点的三维位置和电磁波到达3 第i 个站点的时间。
定义2222i i i i y z r x =++ (2-3)2222y z r x =++ （2-4）可以得到222222i i i i i i c t t r r 2xx yy zz c tt )+-++-（+）=（（2-5） 把（2-5）式中i 换成j ，并减去（2-5）式，得222222()()2[()()()()]i j i j i j i j i j i j c t t r r x x x y y y z z z c t t t ---=--+-+--- （2-6） 定义i j i j t t t =-，ij i j x x x =-，ij i j y y y =-，ij i j z z z =-（2-7） 从而有22222()()=2i j i j ij ij ij ij r r c t t xx xx xx c xx ---++-（2-8） 令2222()()2i j i j ij r r c t t q ---=则有2q =ij ij ij ij ij xx xx xx c xx ++-（2-9） 由式(2-9)可以得到一组关于(,,;)x y z t 的线性方程组。
通过矩阵表示，得到.ij ij ij ij ij ik ik ik ikik il il il il il im im im im im qct x y z ct ct x y z x q ct x y z y q ct x y z z q ⎛⎫-⎛⎫⎛⎫ ⎪⎪⎪ ⎪ ⎪ ⎪=⎪ ⎪⎪ ⎪⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭(2-10) 对这个矩阵方程求解可以得到到达时间的结果，即雷电事件的定位。
雷电定位系统原理及影响定位结果的因素图2-1 TOA的监测示意图3.定位结果的影响因素3.1测站数目对定位结果的影响在闪电定位系统中，探测子站的数目是系统定位精度的主要影响因素之一。
为了分析测站数目对定位结果的影响，,选择环绕中心站的准对称布站方式，,对四站、五站、七站和九站4种相似结构的布站方式进行比较。
为了排除站网覆盖区域不同而产生的定位结果差异，规定探测子站在经度和纬度上的最大站距均为200km，准对称布站方式下探测子站的经纬度坐标见表1。
图3-1给出了4种布站方式下，不同测站数目定位系统的误差等值线图。
从图3-1可以看出，在准对称布站方式下，九站定位系统的误差最小，研究区域内最大定位误差为5km,五站和七站系统的定位结果其次。
四站三角形系统的定位误差最大,研究区域内出现了20 km的高误差。
从图3-1可以看出，定位误差与闪电到站网中心距离有密切关系。
闪电距离探测网络中心越远，其定位误差越大。
此外，在布站方式相同的条件下，测站数目越多，定位误差小于1km的区域面积越大。
5表1 准对称布站方式下探测子站经纬度坐标图3-1准对称布站方式下不同测站数目的误差等值线（单位:km ；三角形表示探测子站）（a ）四站三角形网络(b) 五站矩形网络(c) 七站矩形网络(d) 九站矩形网络雷电定位系统原理及影响定位结果的因素3.2布站方式对定位结果的影响在闪电定位系统中，不同的站点布设方式可以达到不同的定位效果。
合理的站点布局不仅可以充分利用站点资源，而且对提高定位精度、扩大探测区域具有十分重要的作用。
在观测条件确定的前提下，如何使辐射源在受控区域内具有较高的定位精度，关键是选择最优的站址布局方案。
以五站定位系统为例，分析了矩形、菱形、星形、三角形4种布站方式对定位结果的影响。
为了消除站距不同而造成的定位结果差异，规定所有子站到达探测网络中心的距离均为100。
从图3-2可以看出，在五站定位系统中矩形站网分布的定位误差最小，研究区域最大定位误差为5km。
其次是菱形和星形站网布局，,研究区域内出现15 km的最大误差。
因此，在五站定位系统的几种布局中，矩形、菱形、星形、三角形布站方式的定位误差依次增大，矩形站网在整体上具有相对较好的定位结果。
图3-2五站定位系统中不同布站方式的定位误差等值线（单位：km；三角形表示探测子站）(a)矩形网络，(b)菱形网络，(c)星形网络，(d)三角形网络3.3基线长度对定位结果的影响TOA闪电定位系统根据其基线长度可分为3种基本类型：①超短基线系统（几十到几百米）；②短基线系统（几十公里)；③长基线系统（几百到几千公里）[2]。
超短基线系统设备简单且不存在多站同步问题，但由于定位精度较差、有效探测距离短而未被广泛使用。
目前，TOA闪电定位系统大多采用短基线和长基线多站观测，基线长度为几十到几百公里，可以对脉冲类波形进行很好的定位。
随着GPS系统的广泛应用，TOA闪电辐射源定位系统的定位精度将得到较大提高。
为了检验基线长度对定位结果的影响，以五站定位系统为例，采取正方形加中心站的布站方式，随机时间误差设为1μs，分析基线长度（正方形边长）分别为20，50，100，150，200，250，300km7种情况下的定位误差。
从3-3可以看出，在测站数目、布站方式和随机时间误差不变的情况下，误差小于1km区域等效半径随基线长度的增加而增大，二者呈线性正相关。
在仪器有效探测范围内，基线长度越长，探测子站之间的距离越大，探测网所覆盖的区域越大。
由于网络覆盖区域内的定位精度较高，因此整个研究范围内定位误差小于1km的区域面积增大。
以上给出的只是理想情况下的理论分析结果，在实际站网确定基线长度时，应对仪器的探测性能、GPS测时精度、地形地貌、探测网的具体用途等多种因素进行综合考虑。
图3-3 误差小于1km等效半径随基线长度的变化4.结论利用蒙特卡罗模拟方法，实现了对TOA闪电定位误差的计算机模拟，探讨了测站数7雷电定位系统原理及影响定位结果的因素目、布站方式和站址基线长度对定位结果的影响，主要得出以下结论：1）闪电定位系统中，定位误差不是简单地随测站数目的增多而减小，定位误差与子站的布设方式紧密相关。
就矩形、菱形、星形和三角形4种几何布局来看，矩形加中心站布局具有相对较高的定位精度。
2）闪电定位系统中，探测网络覆盖区域外的定位误差大于区域内的定位误差，且误差随着与网络中心距离的增加而增大。
当定位系统的子站布设方式一定时，子站数目越多，定位误差越小。
3）在仪器允许的探测范围内，站址基线越长，站网覆盖区域越大，定位误差越小。
在实际站网布设中，应当综合考虑仪器探测性能、GPS测时精度、地形地貌、站网用途等多种因素来确定站址基线长度。
参考文献：[1] Timothy Douglas Hamlin，The New Mexico Tech Lightning Mapping Array，New Mexico Institute of Mining and Technology，2004[2] Vladimir A Rakov, Martin A Uman.Lightning Physics and Effects.Cambridge:Cambridge University Press, 2003:555-587.。