闪电定位仪原理介绍和日常维护
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室外串口 隔离驱动 模块
它的作用是对中心站所发送过来的数据进行有效的隔离和 驱动，原理和I型自动站所用的串口隔离器相同，经过模块 驱动后，中央处理系统的数据传输可达到2KM。
5、10M恒温晶振
它的内部带有温度自我调节装置，能稳定输出频率为10M的 方波信号，这样，系统在理论上的时间分辨率为10-7秒，所以， 整个系统在理论上的空间定位误差为300米
10、高精度净化电源
净化电源控制器
开关
防雷器
对市电输入能起到一个很好的净化作用，最低限度减小由于 市电的波动而造成的对室外采集系统所造成的影响，同时配 有防雷器，起到对电网的防雷作用。
三、中心站服务器
中心站根据子站所配置的NP5110模块的IP地址，利用软件来把 子站的IP对应成中心站的一个虚拟的串口，中心在每秒种的前几 百豪秒时间通过这些虚拟的串口（实际上是通过子站的IP）来收 集每个子站的数据，并利用优化算法来自动找出三个比较好的子 站的数据来完成对一次闪电的定位。同时中心站软件不断接收子 站的自检数据，中心站软件在处理这些数据后存入到Access数据 库中，同时为发布产品数据，利用比较流行的web平台，在web 平台上可以实现类似GIS系统某些功能的图象放大和漫游，并提 供了产品历史数据的查询功能。
3、信号处理放大电路以及中央处理系统
信号处理放大 电路、中央处 理系统
信号处理电路对天线对外界的雷击脉冲电磁场所感应到的微弱信 号进行放大，为减低对中央处理部分的干扰，它与中央处理电路 之间用金属板隔开，中央处理电路完成雷电发生时的精确时间、 雷电相关数据的计算，并配合中心站完成数据传输。
4、串口隔离驱动模块
谢
谢！
闪电定位仪原理介绍和日常维护
安徽省气象技术装备中心 技术保障科
一、LD-II型闪电定位仪原理
目前国际上应用的雷电定位系统主要有两种， 一种是磁方向探测系统，另一种是时差法系统， 后者的定位精度远远高于前者，而且目前时差 法所依赖的精密时统技术因为GPS的实用而得 到了解决，目前时差法系统将成为主流的雷电 定位探测设备。LD-II型就属于时差法系统。目 前我省有10个子站+省台中心站构成闪电定位 监测网络。
6、GPS授时系统
采用高精度授时型GPS系统，这样在10M晶振的共同 作用下就可以精确记录雷击发生时的精确的时间。
GPS天线
wk.baidu.com
7、室内串口隔离驱动模块
串口隔离驱 动模块
它的作用是将室外中央处理系统所采集到的数据通过串口 接收时进行有效的隔离和驱动，原理和I型站串口隔离器相 同。
8、NP5110模块
3、监测网络构成
铜陵 （子站1） …………… 阜阳 （子站2） 滁州 （子站3）
VPN网络
省台中心站
完成对子站数据采集，状态监测和 产品数据web发布等。
二、子站硬件构成
电源系统 正交天线 信号处理 放大电路 10M恒温晶振 中央处 理系统 GPS授时系统
串口隔离 驱动模块
RS232通讯（三 线制） NP5110 RJ45插头
RJ45接头， 接Hub 九座RS232 串口接头， 连接室外中 央处理系统
它的作用是将室外中央处理系统所采集的雷电数据以及精确的时 间信息从串口数据转化成TCP/IP数据包，这样中心站通过VPN网 络就可以及时获得子站的数据，其实质性原理就是将子站整个系 统当作中心站服务器上的一个虚拟的串口。它需要一个固定的IP 地址，不要随意更改。
高精度电源 净化系统
串口隔离 驱动模块
Hub(VPN接入）
1、电源系统
电源板
将室内由净化电源所送来的市电转换成10M晶振、中央 处理系、信号处理放大板、GPS授时系统等各个模块所需 要的正、负直流电压，并且用发光二极管来指示当前子站 的工作状态。
2、天线
正交天线
感应雷击时所产生的脉冲电磁场的甚低频信号， 将之传送信号方法处理电路。
1、定位原理
设有三个接收机R1、R2、R3分别布置在不同的点， R1、R2、R3均被同步在同一时差系统上，当在t0 时刻，在L处发生了一个雷击，该雷击所辐射的电 磁脉冲信号到达各站的时刻分别是t1、t2、t3，则 t2-t1=(t2-t0)-(t1-t0)=(R2L-R1L)/C,其中C为光速， R2L和R1L为R1、R2两站到该雷击点的距离差，若 求得t2-t1，则雷击点也必然位于等距离为R2L-R1L 的一条双曲线AB上，这样，对于R3、R2来说也可 以测得t3-t2而得到相对应的另一条双曲线CD，AB 与CD的交点就必然是雷击发生的位置，这样就把 定位问题变成了测量信号到达不同接收站的时间问 题。
A
D
C
B R3
R1
R2
2、探测原理
当雷击发生时，其巨大的瞬间回击电流会产生一 个很强的电磁脉冲辐射，它以光速向四周传播，雷 电定位仪的正交天线接收到雷击电磁脉冲的甚低频 （very low frequency )信号，并以信号的峰点位置作 为信号到达时刻的参考点，记录下电磁脉冲到达该 接收点的时间，定位仪的正交磁场天线接收的磁场 信号经电路处理后得到磁场的东西和南北分量Bew 和Bns，用于场强计算，由所接收到的信号场强和 脉冲电磁波传播的规律还可以推算出雷击电流的大 小和极性。
Http://172.21.81.21
四、日常维护和注意事项
*NP5110模块为一商业化模块，其配置软件可以从网上下载， 由于子站和中心站通讯是通过VPN网连接的，如果出现网络结 构更改的话，请重新配置NP5110模块的IP地址，平时请注意不 要出现网内的计算机无意中抢了NP5110模块的IP地址而造成子 站和中心站通讯失败。 *如果出现系统死机，请把室内单元的精密电源净化系统的市 电入口处的空气开关扳下后在扳上，进行系统复位。 *定期检查NP5110模块的小的工作直流电源是否正常。 *NP5110模块从市场上买来后里面需要跳线，以给室内的串口 各类驱动模块供电。
它的作用是对中心站所发送过来的数据进行有效的隔离和 驱动，原理和I型自动站所用的串口隔离器相同，经过模块 驱动后，中央处理系统的数据传输可达到2KM。
5、10M恒温晶振
它的内部带有温度自我调节装置，能稳定输出频率为10M的 方波信号，这样，系统在理论上的时间分辨率为10-7秒，所以， 整个系统在理论上的空间定位误差为300米
10、高精度净化电源
净化电源控制器
开关
防雷器
对市电输入能起到一个很好的净化作用，最低限度减小由于 市电的波动而造成的对室外采集系统所造成的影响，同时配 有防雷器，起到对电网的防雷作用。
三、中心站服务器
中心站根据子站所配置的NP5110模块的IP地址，利用软件来把 子站的IP对应成中心站的一个虚拟的串口，中心在每秒种的前几 百豪秒时间通过这些虚拟的串口（实际上是通过子站的IP）来收 集每个子站的数据，并利用优化算法来自动找出三个比较好的子 站的数据来完成对一次闪电的定位。同时中心站软件不断接收子 站的自检数据，中心站软件在处理这些数据后存入到Access数据 库中，同时为发布产品数据，利用比较流行的web平台，在web 平台上可以实现类似GIS系统某些功能的图象放大和漫游，并提 供了产品历史数据的查询功能。
3、信号处理放大电路以及中央处理系统
信号处理放大 电路、中央处 理系统
信号处理电路对天线对外界的雷击脉冲电磁场所感应到的微弱信 号进行放大，为减低对中央处理部分的干扰，它与中央处理电路 之间用金属板隔开，中央处理电路完成雷电发生时的精确时间、 雷电相关数据的计算，并配合中心站完成数据传输。
4、串口隔离驱动模块
谢
谢！
闪电定位仪原理介绍和日常维护
安徽省气象技术装备中心 技术保障科
一、LD-II型闪电定位仪原理
目前国际上应用的雷电定位系统主要有两种， 一种是磁方向探测系统，另一种是时差法系统， 后者的定位精度远远高于前者，而且目前时差 法所依赖的精密时统技术因为GPS的实用而得 到了解决，目前时差法系统将成为主流的雷电 定位探测设备。LD-II型就属于时差法系统。目 前我省有10个子站+省台中心站构成闪电定位 监测网络。
6、GPS授时系统
采用高精度授时型GPS系统，这样在10M晶振的共同 作用下就可以精确记录雷击发生时的精确的时间。
GPS天线
wk.baidu.com
7、室内串口隔离驱动模块
串口隔离驱 动模块
它的作用是将室外中央处理系统所采集到的数据通过串口 接收时进行有效的隔离和驱动，原理和I型站串口隔离器相 同。
8、NP5110模块
3、监测网络构成
铜陵 （子站1） …………… 阜阳 （子站2） 滁州 （子站3）
VPN网络
省台中心站
完成对子站数据采集，状态监测和 产品数据web发布等。
二、子站硬件构成
电源系统 正交天线 信号处理 放大电路 10M恒温晶振 中央处 理系统 GPS授时系统
串口隔离 驱动模块
RS232通讯（三 线制） NP5110 RJ45插头
RJ45接头， 接Hub 九座RS232 串口接头， 连接室外中 央处理系统
它的作用是将室外中央处理系统所采集的雷电数据以及精确的时 间信息从串口数据转化成TCP/IP数据包，这样中心站通过VPN网 络就可以及时获得子站的数据，其实质性原理就是将子站整个系 统当作中心站服务器上的一个虚拟的串口。它需要一个固定的IP 地址，不要随意更改。
高精度电源 净化系统
串口隔离 驱动模块
Hub(VPN接入）
1、电源系统
电源板
将室内由净化电源所送来的市电转换成10M晶振、中央 处理系、信号处理放大板、GPS授时系统等各个模块所需 要的正、负直流电压，并且用发光二极管来指示当前子站 的工作状态。
2、天线
正交天线
感应雷击时所产生的脉冲电磁场的甚低频信号， 将之传送信号方法处理电路。
1、定位原理
设有三个接收机R1、R2、R3分别布置在不同的点， R1、R2、R3均被同步在同一时差系统上，当在t0 时刻，在L处发生了一个雷击，该雷击所辐射的电 磁脉冲信号到达各站的时刻分别是t1、t2、t3，则 t2-t1=(t2-t0)-(t1-t0)=(R2L-R1L)/C,其中C为光速， R2L和R1L为R1、R2两站到该雷击点的距离差，若 求得t2-t1，则雷击点也必然位于等距离为R2L-R1L 的一条双曲线AB上，这样，对于R3、R2来说也可 以测得t3-t2而得到相对应的另一条双曲线CD，AB 与CD的交点就必然是雷击发生的位置，这样就把 定位问题变成了测量信号到达不同接收站的时间问 题。
A
D
C
B R3
R1
R2
2、探测原理
当雷击发生时，其巨大的瞬间回击电流会产生一 个很强的电磁脉冲辐射，它以光速向四周传播，雷 电定位仪的正交天线接收到雷击电磁脉冲的甚低频 （very low frequency )信号，并以信号的峰点位置作 为信号到达时刻的参考点，记录下电磁脉冲到达该 接收点的时间，定位仪的正交磁场天线接收的磁场 信号经电路处理后得到磁场的东西和南北分量Bew 和Bns，用于场强计算，由所接收到的信号场强和 脉冲电磁波传播的规律还可以推算出雷击电流的大 小和极性。
Http://172.21.81.21
四、日常维护和注意事项
*NP5110模块为一商业化模块，其配置软件可以从网上下载， 由于子站和中心站通讯是通过VPN网连接的，如果出现网络结 构更改的话，请重新配置NP5110模块的IP地址，平时请注意不 要出现网内的计算机无意中抢了NP5110模块的IP地址而造成子 站和中心站通讯失败。 *如果出现系统死机，请把室内单元的精密电源净化系统的市 电入口处的空气开关扳下后在扳上，进行系统复位。 *定期检查NP5110模块的小的工作直流电源是否正常。 *NP5110模块从市场上买来后里面需要跳线，以给室内的串口 各类驱动模块供电。