閃電定位儀又稱雷電監測定位儀，是指利用閃電回擊輻射的聲、光、電磁場特性來遙測閃電回擊放電參數的一種監測雷電發生的自動化的氣象探測設備，它可檢測雷電發生的時間、位置、強度、極性等。人們一直在致力於閃電探測設各與雷暴災害早期檢側、預報技術和方法的研究。
基本介紹
- 中文名：閃電定位系統
- 外文名：Lightning Location System;
- 又稱：雷電監測定位儀
- 功能：監測雷電發生自動化氣象探測設備
- 監測內容：時間、位置、強度、極性等
- 方法：空間到達法、時間到達法
簡介,功能,原理,技術要求,測定方法,發展歷史,
簡介
閃電定位儀又稱雷電監測定位儀，是指利用閃電回擊輻射的聲、光、電磁場特性來遙測閃電回擊放電參數的一種監測雷電發生的自動化的氣象探測設備，它可檢測雷電發生的時間、位置、強度、極性等。
雷電是發生在大氣對流層中的放電現象，主要在有雷雨雲的情況下出現，其中火花放電形成的閃電，一般分為地閃(即雲一地之間的放電)和雲閃(即雲內或雲塊之間的放電)。閃電和雷暴是一種危險的天氣理象，森林、發電站、建築、設備等一旦遭到雷擊，就會造成很大的損害。閃電、雷擊還會影響飛彈、火箭的發射與運行，使飛機的無線電通信和電子設備受到干擾、雷電對航空兵作戰、訓練、飛行安全和軍事行動有重要影響，嚴重的還可能使飛機遭受雷擊而墜毀。人們一直在致力於閃電探測設各與雷暴災害早期檢側、預報技術和方法的研究。
功能
目測雷電現象只能記錄其初始能目擊到的方向和時間，經過天頂的時間以及閃電和雷鳴之間的時間差，最終記錄下其離去的方向和時間，它所能觀測的區域範圍僅為方圓幾十千米，但是許多產業部門，例如電力、航空、化工等部門一旦設備遭到雷擊，或在較近的時段內將有可能遭到雷擊，對部門的生產活動將產生重大影響，因而閃電的定位觀測的重要性是十分明顯的。
原理
一塊積雨雲演變的過程導致雷電現象的發生大致分為幾個階段：一、對流雲發展初期，同時產生靜電場的起電過程；二、雲內開始出現閃電過程；三、雲內閃電過程加劇，同時開始雲對地的閃電；四、雲內閃電衰退，而雲對地閃電加劇。雲地之間的閃電是在雲對地之間的電位差增高到一定程度，導致大氣層電離形成負電子通道(channel)發生所謂的梯級先導，其下的地面與先導匯合，沿著已電離的通道，正電離子向相反方向移動，形成一次回擊過程，在一次雲對地的放電過程中，可以包括幾個這樣的閃擊過程，相互之同可以具有一定的時間差和空間散布，因為一次閃電過程會在雲底形成數個電離的通道。
技術要求
閃電定位系統是一個網路系統，它所覆蓋的範圍越大，信息通信越先進，其系統的定位精度越高，同時能滿足用戶對資料實時性的要求，按目前的技術水平，閃電定位資料技術要求可以達到下述指標：
一、能分辨出雲對地閃電以及雲間閃電I對雲地閃電應能分辨出首次以及隨後各次的閃擊。
二、對於大的閃擊，峰值電流16 kA以上的閃擊探測效率為90%。
三、閃擊落地的定位精度應達到500m。
測定方法
測定閃電的電磁場輻射並不困難，任何一台簡易的收音機都可以在閃電時，在任何一個波段收聽到對正常廣播內咔嚓咔嚓的噪音干擾，關鍵是如何確定來自遠處閃擊電磁場輻射源的確切位置，確定的方法基本有兩種一種是利用一對成正交的磁場線圈，測定閃電所在的正確方位，稱做方位測定法另一種方法是測定閃電的電磁波從落地點傳播到探頭所需要的時間，稱做時間到達法。
發展歷史
20世紀70年代中後期，美國甘迺迪航天中心(NASA/KSC)率先開展了閃電探測與預警業務，閃電定位系統(LIS)及其探測資料和產品在歐美等主要已開發國家得到廣泛套用。1976年，美國人克瑞德(Krider E P)等採用單片機技術成功地對原雙陰極示波器閃電探測儀進行改進，研製出了智慧型化的現代閃電定位系統，該系統採用寬波段接收閃電輻射的VLF信號，克服了原來窄波信號帶來的偏振誤差、電離層反射等不利影響，使涮角誤差在1°以內。80年代初又增加了雲地閃電鑑別技術，使雲地閃電探測效率在90%以上。80年代中期和末期，幾乎世界上所有已開發國家和地區都布有這種設備組成的雷電監測定位網。與此同時，美國大氣科學研究公司研製出了一種時差法雷電定位系統，1986年形成產品，並在美國東部布網，在日本、巴西、澳大利亞等國家和地區建網。進人90年代，在測向系統的基礎上增加了時差功能，稱為時差測向混合系統，採用數位訊號處理器(DSP)技術增加了數字波形處理，並用網路的形式高速率送往中心站，用工作站進行波形相關性分析和定位處理。這兩種系統在定位度和探測效率上比原系統有較大的提高。除了[·.述兩種雷電監測定位系統外，還有單站法雷電定位儀、短基線時差法雷電定位系統和VHF閃電軌跡測定系統等。
我國於1992年由中國科學技術大學研製出第一台單站閃電定位儀。2002年，信息產業部第22電子研究所開發的XDD03A型閃電定位系統在武漢、劑州和安陸三地安裝調試成功。近年來，我國地區性的雷電監測系統發展很快，陸續建立了北京、上海、三峽等地區雷電監測系統，2004年年、港、澳二方合建了珠江三角洲閃電定位系統。
