閃電定位儀講解

1、氣象儀器課程論文題 目簡易閃電定位儀系電子與信息工程專 業(yè)電子信息工程學(xué)生姓名學(xué) 號(hào)0一三年一月二日1引言 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 2系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 閃電的放電過程和描述參量 3 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 閃電的平面方位角計(jì)算 5 HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 閃電的平面距離計(jì)算 6 HYPERLINK l bookmar

2、k16 o Current Document 系統(tǒng)整體框圖 7 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 3硬件設(shè)計(jì) 7 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 數(shù)據(jù)采集卡 8 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 電源模塊 8 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 數(shù)據(jù)選擇器電路 9 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document /V 轉(zhuǎn)換電路 9 HYPERLINK l boo

3、kmark28 o Current Document 較器電路 10 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 數(shù)器電路 10 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document D/A轉(zhuǎn)換電路 11 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 4軟件設(shè)計(jì) 11 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 5總結(jié) 126參考文獻(xiàn) 13簡易閃電定位儀張蕾南京信息工程大學(xué)電子與信息工程系，南京210044摘要：本文利用光學(xué)方法，研究和分析雷電發(fā)生

4、時(shí)各物理量的統(tǒng)計(jì)特征，從而設(shè)計(jì)了一個(gè)閃電定位系統(tǒng)。 文中提出了加權(quán)定位和向量定位兩種新的定位算法，均能夠應(yīng)用于光電法閃電定位系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)閃電定位計(jì)算。本文簡述了光電法閃電定位系統(tǒng)的硬件組成，介紹了包括閃電光強(qiáng)度電壓信號(hào)處理、雷聲識(shí)別、閃電的平面方位角計(jì)算，以及閃電距離計(jì)算等功能模塊的設(shè)計(jì)，其中，主要介紹了閃電光強(qiáng)信號(hào)的獲取及處理部分。本文還簡要介紹了閃電定位系統(tǒng)的原理及其意義。關(guān)鍵詞：光電檢測(cè)；閃電定位系統(tǒng)；光強(qiáng)信號(hào)；定位方法1引言閃電是指積雨云中不同符號(hào)荷電中心之間的放電過程，或云中荷電中心與大地和地物之間的放電過程，或云中荷電中心與云外大氣不同符號(hào)大氣體電荷中心之間的放電過程。閃電的主要特點(diǎn)

5、是：電流大，電流高達(dá)幾萬至幾十萬安培；時(shí)間短，雷擊過程只有幾十微秒；電壓高，強(qiáng)大的電流產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)，形成很高的感應(yīng)電壓。 一次閃電中正電荷與負(fù)電荷中和的數(shù)量直接反應(yīng)一次閃電釋放出的能量，也就是一次閃電的破壞力。由于閃電的放電時(shí)間短， 在短短的幾十微秒內(nèi)把雷暴云蘊(yùn)藏的能量釋放出來，所以破壞力很強(qiáng)。雷電對(duì)人類而言是一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害，主要表現(xiàn)為雷電所造成的雷擊具有極大的破壞性，雷電的破壞作用是綜合的，包括熱效應(yīng)、電動(dòng)力效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)、沖擊波效應(yīng)、靜電感應(yīng)效應(yīng)以及電磁場(chǎng)效應(yīng)的 破壞。雷電電荷在傳導(dǎo)放電的過程中，產(chǎn)生很強(qiáng)的雷電電流，一般會(huì)達(dá)到幾十千安培， 有時(shí)會(huì)達(dá)到幾百千安培，能產(chǎn)生幾千、幾萬甚至幾

6、百萬伏高壓， 足以讓人畜斃命，電氣設(shè)備毀壞。 雷電通道的溫度可達(dá)到 5萬華氏度，比太陽表面的溫度還要高，能使金屬熔化，易燃物體高 溫起火。閃電產(chǎn)生的靜電場(chǎng)變化、 磁場(chǎng)變化和電磁輻射， 嚴(yán)重干擾無線電通訊和和各種設(shè)備 的正常工作，是無線電噪聲的重要來源，在一定范圍內(nèi)造成許多微電子設(shè)備的損壞。全球平均每年因雷擊災(zāi)害造成的損失在10億美元以上，已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的嚴(yán)重障礙。閃電定位儀能提供長期的、 大范圍的、準(zhǔn)確的雷電位置、雷電強(qiáng)度等參量，這些雷電參量可用于進(jìn) 一步研究雷電的放電過程和雷電活動(dòng)的氣候規(guī)律。雷電監(jiān)測(cè)定位資料的積累和雷電活動(dòng)規(guī)律的研究，除了可以為正常的天氣現(xiàn)象提供基本的歷史資料，更可試試

7、顯示雷電的發(fā)生發(fā)展， 甚至可以為雷電的預(yù)報(bào)報(bào)警服務(wù)。2系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1閃電的放電過程和描述參量要想設(shè)計(jì)和研究雷電監(jiān)測(cè)定位系統(tǒng)，首先必須了解閃電的機(jī)理，下面對(duì)閃電的具體形成過程和相關(guān)物理參量進(jìn)行簡要敘述。閃電放電過程可以概括為： 云層電荷形成電分布-初始擊穿-梯級(jí)先導(dǎo)-聯(lián)接過程-第一回?fù)?K過程-J過程-直竄先導(dǎo)-第二回?fù)簟?l)閃電的初始擊穿：通常在含云大氣開始擊穿的初期，在積雨云的下部有一負(fù)荷電中心與其底部的正電荷中心附件局部地區(qū)的大氣電場(chǎng)達(dá)到104v/cm左右時(shí)，則該云霧大氣會(huì)初始擊穿，負(fù)電荷向下中和掉正電荷，這時(shí)從云下部到云底部全部為負(fù)電荷區(qū)。(2)梯級(jí)先導(dǎo)過程：隨大氣電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng)，進(jìn)入

8、起始擊穿的后期，這時(shí)電子與空氣分子 發(fā)生碰撞，產(chǎn)生輕度的電離，從而形成負(fù)電荷向下發(fā)展的流光 ，表現(xiàn)為一條暗淡的光柱向梯級(jí) 一樣逐級(jí)伸向地面，這稱之為梯級(jí)先導(dǎo)在每一梯級(jí)的頂端發(fā)出較亮的光。(3)電離通道：梯級(jí)先導(dǎo)向下發(fā)展的過程是一電離過程 ，在電離過程中生成成對(duì)的正、 負(fù) 離子，其正離子被由云中向下輸送的負(fù)電荷不斷中和，從而形成一個(gè)負(fù)電荷為主的通道 ，稱為電離通道或閃電通道。(4)回?fù)簦寒?dāng)梯級(jí)先導(dǎo)與連接先導(dǎo)會(huì)合，形成一股明亮的光柱，沿著梯式先導(dǎo)形成的電離通道由地面高速?zèng)_向云中，這稱為回?fù)??；負(fù)舯认葘?dǎo)亮得多，回?fù)艟哂休^強(qiáng)的放電電流，因而 發(fā)出耀眼的光亮。由梯級(jí)先導(dǎo)到回?fù)暨@一完整的過程稱為第一閃擊。

9、從地面向上發(fā)展起來的反向放電，不僅具有電暈放電，還具有強(qiáng)的正流光，它與向下先導(dǎo)會(huì)合，其會(huì)合點(diǎn)稱連接點(diǎn)，有 時(shí)稱之為“連接先導(dǎo)”的向上流光。(5)箭式先導(dǎo)：緊接著第一閃擊之后，約經(jīng)過幾十毫秒的時(shí)間間隔，形成第二閃擊。這時(shí)又 有一條平均長為 50m的暗淡光柱，沿著第一閃擊的路徑由云中直奔地面，這種流光稱為箭式 先導(dǎo)。箭式先導(dǎo)是沿著預(yù)先電離了的路徑通過的，它沒有梯式先導(dǎo)的梯級(jí)結(jié)構(gòu)。當(dāng)箭式先導(dǎo)到達(dá)地面附件時(shí)，又產(chǎn)生向上發(fā)展的流光由地面與其會(huì)合，隨即產(chǎn)生向上回?fù)簦砸还擅髁恋墓庵刂较葘?dǎo)的路徑由地面高速馳向云中。由箭式先導(dǎo)到回?fù)暨@一完整的放電過程稱為第二閃擊，第二閃擊的基本特征與第一閃擊是相同的，而

10、以后各次閃擊的情況與第二閃擊的情況基本相同。由一次閃擊構(gòu)成的地閃稱為單閃擊地閃，由多次閃擊構(gòu)成的地閃稱為多閃擊地閃，第一次閃擊后的各閃擊稱為隨后閃擊。閃電放電過程的描述參量如下所示，(l)閃電放電時(shí)間與回?fù)舴烹姷臅r(shí)間：每次閃電的持續(xù)時(shí)間主要由回?fù)魯?shù)決定，閃電持續(xù)的時(shí)間一般在l秒以內(nèi)，平均在0.2秒左右。一個(gè)回?fù)舻某掷m(xù)時(shí)間一般小于0.1毫秒，回?fù)艉突負(fù)糁g時(shí)間間隔一般為3 380毫秒，平均值是50 70毫秒。雷電定位系統(tǒng)所測(cè)定的閃電發(fā)生時(shí)間是一般指回?fù)舴烹姰a(chǎn)生的光脈沖的第一個(gè)峰值到達(dá)探測(cè)站的時(shí)間，它等于回?fù)舭l(fā)生的時(shí)刻加上傳播時(shí)延。(2)閃電的回?fù)魯?shù)：通常一次地閃由2到4次閃擊構(gòu)成，一般超過10個(gè)

11、回?fù)舻拈W電數(shù)量很 少，個(gè)別地閃的閃擊數(shù)可達(dá) 26次之多。(3)雷電發(fā)生的位置：閃電通道長度一般有幾公里，但有時(shí)也有長約十幾公里的，通道一般不垂直于地面，但地閃回?fù)舭l(fā)生時(shí)刻的通道一般只有幾百米，幾乎垂直于地面。(4)雷電的光強(qiáng)：閃電的輻射能量雖然橫跨無線電頻域和X射線，但不是均勻分布的，而是由幾個(gè)輻射峰值組成，在可見光及近紅外光譜范圍內(nèi)輻射能量最為集中。其中在中性氧和中性氮波長處的輻射最強(qiáng)。2.2閃電的平面方位角計(jì)算利用光電倍增管提取閃電光信號(hào)，在無閃電光照射時(shí)，倍增管也會(huì)有信號(hào)輸出，此信號(hào)來自兩個(gè)方面：一是暗電流的漲落形成的暗噪聲；二是倍增管在有噪聲光信號(hào)照射時(shí)產(chǎn)生的光電流。在影響有用信號(hào)提取

12、的諸因素當(dāng)中，這兩種電流的影響是最主要的。（l）加權(quán)定位如圖1所示，定位系統(tǒng)在正北、西北、正西、西南、正南、東南、正東和東北 8個(gè)方位 上，等距離安裝了 8只光電倍增管，以正北方向?yàn)?號(hào)管，逆時(shí)針增序編號(hào)為 0-7。系統(tǒng)以正 南方向?yàn)榛鶞?zhǔn)0 ,逆時(shí)針方向?yàn)榻嵌仍龃蠓较?。?dāng)閃電發(fā)生時(shí) ，系統(tǒng)的8只光電倍增管中， 會(huì)有4只（如圖中1,0,7,6號(hào)）管子直接受到閃電光的照射 ，此類管子記為I類管，此類光 線在圖1中用實(shí)線表示；而另外 4只（如圖中2, 3,4,5 號(hào)）管子則只會(huì)接收到背景反射的 閃電光，此類管子記為H類管，此類光線在圖1中用單點(diǎn)劃線表示。這兩類倍增管的分界線 記為相對(duì)基準(zhǔn)線。相對(duì)基準(zhǔn)

13、線是指偏離正南方向22.5 和偏離正東方向22.5的4條直線。計(jì)算噪聲信號(hào)值：1 ,m （1 a03 al 5 a2 7 a3）（1）16其中a0, a1, a2,a3是沒有直接受到閃電光的照射的4只倍增管的輸出信號(hào)。再把直接受到閃電光的照射的 4只倍增管的輸出信號(hào)減去噪聲信號(hào)值，并取絕對(duì)值，得到各自對(duì)應(yīng)的加權(quán)系數(shù)（即權(quán)重）w0,w1,w2,w3,代入（2）式進(jìn)行角度計(jì)算,這樣可以減小非閃電信號(hào)電 流的影響。圖1加權(quán)定位原理圖計(jì)算相對(duì)B角度（相對(duì)于相對(duì)基準(zhǔn)線的閃電的平面方位角）：(2)22.5 (1 w0 3 w1 5 w2 7 w3)w0 w1 w2 w3計(jì)算絕對(duì)角度a （相對(duì)于正南方向的閃

14、電的平面方位角）：=-(3)其中0視基線位置而異，0自東南偏南22.5。起，逆時(shí)針取值依次為：22.5 , 67.5 , 112.5 , 157.5 , 202.5 , 247.5 , 292.5 , -22.5 。若大于 360 ,則應(yīng)減去360 使保持在0-360 范圍內(nèi)。(2)向量定位先將八方位倍增管的輸出信號(hào)大小表示為直角坐標(biāo)系中的向量，如圖2中8個(gè)細(xì)箭頭所示，此坐標(biāo)系是以正南方向?yàn)閤軸正向，以正東方向?yàn)閥軸正向建立的；再將各向量投影到坐標(biāo)軸上，并求出和向量z(如圖2中粗箭頭所示)。7Z=Zi(4)i 0向量定位算法與加權(quán)平均算法不同，在信號(hào)處理過程中，不必求出干擾信號(hào)具體有多大，在各

15、向量求和時(shí)就能夠消除非閃電信號(hào)電流的影響；不必確定相對(duì)基準(zhǔn)線，只需建立一個(gè)適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系即可。這樣，就使程序得到了簡化，信號(hào)處理速度也得到了提高。圖2向量定位原理圖閃電的平面距離計(jì)算(1)單站測(cè)距閃電的平面距離，即雷擊點(diǎn)到測(cè)站的平面距離。雷聲在傳播過程中，在前0.2s左右以激波形式傳播,速度名勺為5000m/s；之后以聲波形式傳播，速度為340m/s。若雷聲與閃電到達(dá)測(cè) 站的時(shí)間差為t(t 0.2)s,則雷擊點(diǎn)到測(cè)站的平面距離d(單位:km)為：d=0.34 (t 0.2) 1(5)若時(shí)間差t 0.2s,則雷擊點(diǎn)到測(cè)站的平面距離d默認(rèn)為0km。(2)雙站測(cè)距雷聲的傳播過程很復(fù)雜，即使考慮到激波的

16、影響，僅通過測(cè)量雷閃時(shí)間差來計(jì)算雷擊點(diǎn) 到測(cè)站距離，誤差仍然很大。這是因?yàn)?，一方面激波的傳播速度和傳播距離隨雷電的強(qiáng)度變化而變化；另一方面聲波在傳播過程中遇到云層或高山等障礙物會(huì)發(fā)生反射。另外聲音的傳播方向會(huì)隨著大氣層內(nèi)區(qū)域溫度的變化發(fā)生改變，聲音容易朝著溫度低的地方傳播，而使傳播途徑發(fā)生彎曲。若采用兩套同樣的光電法閃電定位系統(tǒng)組成的雙站檢測(cè)系統(tǒng)，只通過檢測(cè)閃電的光信號(hào)即可計(jì)算出雷擊點(diǎn)所在的有限區(qū)域到測(cè)站的距離。如圖3所示，對(duì)于同一次閃電設(shè)測(cè)站 1測(cè)出的閃電平面方位角經(jīng)誤差修正后得到。1、0 2,測(cè)站2測(cè)出的閃電平面方位角經(jīng)修正后得到03、。4,則角度射線的交點(diǎn)會(huì)形成一個(gè)平面區(qū)域ABCD,即雷

17、擊區(qū)域。此區(qū)域到兩個(gè)測(cè)站的距離可通過三角形的正弦定理計(jì)算得出。設(shè)A點(diǎn)到測(cè)站1、測(cè)站2的距離分別為 S1A、S2A,兩測(cè)站的距離為定值 d0o據(jù)三角形正 弦定理，有： TOC o 1-5 h z sin( 24)： sin 4 ：sin 2 = do: Sa Sa(6)d0 sin 4d0 sin 2則S1A = -04 , S2A=-02(7,sin( 24)sin( 24)同理，可分別計(jì)算出B、C、D3點(diǎn)到兩個(gè)測(cè)站的距離。這樣 ，雷擊點(diǎn)就被定位在平面區(qū)域ABCDrt。若方位角的定位精度提高了，則平面區(qū)域ABCM面積會(huì)大大減小，整個(gè)定位系統(tǒng)的定位精度就會(huì)得到大大提高。系統(tǒng)整體框匿系統(tǒng)整體框圖如

18、圖 3所示。圖3系統(tǒng)整體框圖3硬件設(shè)計(jì)本文主要介紹了光強(qiáng)信號(hào)接受模塊的硬件電路設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)采集卡。光強(qiáng)探測(cè)模塊由硅探測(cè)器件和放大電路組成，并放置在一個(gè)鋁合金殼體中。采用200KHz以上頻率響應(yīng)的硅探測(cè) 器件，在實(shí)際運(yùn)用中，采用濱松公司的 S6967硅光電池。數(shù)據(jù)采集卡本文采用研華公司的 ADLinkDAQ/pXI 2010數(shù)據(jù)采集卡，其工作原理如圖 4所示。DAQ2O1共有四個(gè)同步 A/D采集通道，即每個(gè)通道都有 A/D轉(zhuǎn)換功能，以系統(tǒng)時(shí)鐘或用戶設(shè)置的外部時(shí)鐘進(jìn)行同步采集，模擬直流信號(hào)從車入端口輸入，當(dāng)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)數(shù)據(jù)采集卡開始采集,數(shù)據(jù)經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為16位的數(shù)字信號(hào)（有效14位）送到

19、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)（FIFO）。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)內(nèi)存中可以采用DMAT式彳送，也可以由CPg制進(jìn)行同步采集。數(shù)據(jù)采集卡主要性能：通道同步刀D采集,2通道D/A輸出；14位高分辨率；采樣頻率可達(dá)2Ms/s；自動(dòng)校正功能；PCI總線數(shù)據(jù)傳輸，有總線DM勒能；8K A/D FIFO; 4種A/D轉(zhuǎn)換觸發(fā)模式。r 1一信號(hào)源抨制隔高與非隔離_一 3A/轉(zhuǎn)換得A/口料換器信號(hào)通道鉆信號(hào)類型（SE/DI） 信號(hào)范圍 自劭通道掃描四 擲 同 時(shí) 3. A/D數(shù)據(jù)線押區(qū)散照寄存器FFO緩沖區(qū)數(shù)據(jù)饌沖區(qū)A/D楂換器3苴戰(zhàn)或PC- i廠之觸發(fā)源控制、 觸發(fā)信號(hào)源 梁樣雄率4.較據(jù)傳輸VO指令 DMA 總線豐梓內(nèi)存(Buff

20、er)CPU中斷信勺Ji島嬴IA/D分辨率與數(shù)據(jù)格式數(shù)據(jù)何故國制代碼域補(bǔ)碼單極性或雙極性 J圖4 DAQ2010工作原理圖電源模塊用LM7805三端穩(wěn)壓IC來組成穩(wěn)壓電源所需的外圍元件極少，電路內(nèi)部還有過流、 過熱及調(diào)整管的保護(hù)電路，使用起來可靠、方便，而且價(jià)格便宜。當(dāng)穩(wěn)壓管溫度過高時(shí)，穩(wěn)壓性能將變差，甚至損壞。電路如圖 5所示，C1、C2分別為輸入端和輸出端濾波電容， RL為負(fù) 載電阻。當(dāng)輸出電流較大時(shí)， LM7805應(yīng)配上散熱板。本文將 15V電壓轉(zhuǎn)換為+5V和-5V電壓 供電路使用。圖5 電源電路圖數(shù)據(jù)選擇器電路CD4052用途廣泛，在本系統(tǒng)中我們將其作為雙路熱電偶的選擇開關(guān)，其外設(shè)電路

21、簡單, 且可程控，電路圖如圖 6所示。模擬開關(guān)使得電路轉(zhuǎn)換電壓電路實(shí)現(xiàn)量程自動(dòng)切換。圖5數(shù)據(jù)選擇器電路圖/V轉(zhuǎn)換電路由于系統(tǒng)中的被測(cè)模塊只有一端輸出，輸出的只能是電流，但之后的峰值檢測(cè)需要的是電壓，所以需要使用I/V轉(zhuǎn)化電路，將電流轉(zhuǎn)換為電壓。本文使用簡單的I/V轉(zhuǎn)化電路，便可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)要求，電路圖如圖6所示。圖6 I/V 轉(zhuǎn)換電路圖較器電路比較器是將一個(gè)模擬電壓信號(hào)與一個(gè)基準(zhǔn)電壓相比較的電路。比較器的兩路輸入為模擬信號(hào)，輸出則為二進(jìn)制信號(hào)，當(dāng)輸入電壓的差值增大或減小時(shí)，其輸出保持恒定。本系統(tǒng)中,我們使用的是過零比較器，即一端輸入接地，輸入的正弦波轉(zhuǎn)換成了方波。由于形成的方波底端值是負(fù)值，而 C

22、PLC求的方波輸入不能有負(fù)值，所以在輸出端加了二極管用來消去底 端負(fù)值，以滿足實(shí)驗(yàn)要求，電路如圖 7所示。圖7比較器電路圖數(shù)器電路起始時(shí)信號(hào)較小，反饋電阻處于最大，當(dāng)信號(hào)超過4V時(shí)，觸發(fā)比較器發(fā)出脈沖，作為計(jì)數(shù) 器的加脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器加1,輸出由原來的00變?yōu)?1,通過模擬開關(guān)，使反饋電阻縮小為十 分之一，信號(hào)變?yōu)榭s小為十分之一。隨著信號(hào)增大再超過 4V時(shí),觸發(fā)比較器又發(fā)出脈沖，作為計(jì)數(shù)器的加脈沖信號(hào)，計(jì)數(shù)器加1,輸出由原來的01變?yōu)?0,最大可一直到11;當(dāng)信號(hào)縮小 到低于0.4V,發(fā)減脈沖，同時(shí)計(jì)數(shù)器減1,使反饋電阻增大十倍。電路如圖8所示。圖8計(jì)數(shù)器電路圖D/A轉(zhuǎn)換電路將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模

23、擬信號(hào)的電路稱為數(shù)模轉(zhuǎn)換電路。如圖9所示為電壓輸出型數(shù)模轉(zhuǎn)換電路，直接從電阻陣列輸出電壓，并用輸出放大器以低阻抗輸出。量程信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬量輸出（DOUT）電路，計(jì)數(shù)器輸出00對(duì)應(yīng)模寸丈量為1.25V,01對(duì)應(yīng)模才比量為2.5V,10對(duì)應(yīng)模擬量 為3.75V,11對(duì)應(yīng)模才丈量為 5V。圖9 D/A轉(zhuǎn)換電路圖電路輸出信號(hào)DOU敲入數(shù)據(jù)采集卡通道 O,AOU聯(lián)入數(shù)據(jù)采集卡通道 1,系統(tǒng)啟動(dòng)后，程 序一直處于監(jiān)控狀態(tài)，數(shù)據(jù)采集卡等彳f觸發(fā)脈沖，當(dāng)通道1的電壓值超過數(shù)據(jù)采集卡設(shè)置的 域值時(shí)（域值為實(shí)驗(yàn)采集的實(shí)際閃電光強(qiáng)信號(hào)輸出幅值的5%）,數(shù)據(jù)采集卡以2M速率采集通道O,通道l和通道2,即閃電光強(qiáng)信號(hào)和

24、電磁信號(hào)。4軟件設(shè)計(jì)軟件流程圖如圖10所示。5總結(jié)通過本次課程設(shè)計(jì)的鍛煉， 我對(duì)氣象以及本專業(yè)的知識(shí)有了更深的認(rèn)識(shí)，理解了閃電定位系統(tǒng)的工作原理及其電路設(shè)計(jì)。本文利用了光電法來探測(cè)閃電，在雷電探測(cè)方法中算是很好的。但雷電探測(cè)是一門綜合的學(xué)科，雷電現(xiàn)象也是復(fù)雜多變的，本文在雷電的聲光探測(cè)中還僅是一個(gè)開端，還有很多可以深入研究的課題，如閃電輻射產(chǎn)生的電磁場(chǎng)與光的能量成一定的正比關(guān)系，因此通過對(duì)光能量的分析也能得出閃電的電流；雷聲也是一種復(fù)雜的隨機(jī)過程，可以對(duì)雷聲的特征作進(jìn)一步的分析，提出更優(yōu)的判別方法， 或是采用多點(diǎn)法來定位閃電。在學(xué)習(xí)了閃電定位的各種原理及方法之后，提出了利用光電檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)閃電定位計(jì)算的兩種新算法，受益匪淺。隨著人們對(duì)防雷意識(shí)的不斷提高，對(duì)防雷技術(shù)的要求也越來越高。 同時(shí)，目前各行業(yè)對(duì)閃電活動(dòng)的預(yù)警預(yù)報(bào)需求很大，在氣象，航空，航天，電力，通訊，軍 事，工業(yè)，水文等以及人們的日常生活中都需要閃電活動(dòng)的預(yù)報(bào)產(chǎn)品，因此為了提高更好的雷電預(yù)警預(yù)報(bào)服務(wù)和雷電防護(hù)技術(shù)服務(wù)，發(fā)展新