|
背景
閃電定位又稱雷電定位，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手段，它可檢測雷電發生的時間、位置、強度、極性等。閃電定位對許多產業部門都是非常重要的，特別是電力、航空等部門
光guang聲sheng雷lei電dian探tan測ce方fang法fa是shi目mu前qian最zui主zhu要yao的de探tan測ce方fang法fa之zhi一yi。首shou先xian在zai監jian測ce處chu放fang置zhi一yi塊kuai光guang聲sheng雷lei電dian探tan測ce器qi，使shi光guang聲sheng雷lei電dian探tan測ce器qi的de圖tu像xiang采cai集ji器qi的de鏡jing頭tou麵mian向xiang天tian空kong，用yong圖tu像xiang采cai集ji器qi采cai集ji出chu有you雷lei電dian圖tu像xiang的de圖tu像xiang，在zai圖tu像xiang顯xian示shi裝zhuang置zhi上shang顯xian示shi；然(ran)後(hou)根(gen)據(ju)雷(lei)電(dian)在(zai)圖(tu)像(xiang)中(zhong)的(de)位(wei)置(zhi)，從(cong)圖(tu)像(xiang)中(zhong)測(ce)量(liang)出(chu)雷(lei)電(dian)的(de)方(fang)位(wei)角(jiao)。用(yong)圖(tu)像(xiang)采(cai)集(ji)器(qi)獲(huo)取(qu)雷(lei)電(dian)的(de)圖(tu)像(xiang)，用(yong)聲(sheng)音(yin)采(cai)集(ji)器(qi)獲(huo)取(qu)雷(lei)鳴(ming)的(de)聲(sheng)音(yin)，通(tong)過(guo)聲(sheng)音(yin)傳(chuan)感(gan)器(qi)把(ba)聲(sheng)音(yin)記(ji)錄(lu)各(ge)觀(guan)測(ce)點(dian)（四個）雷聲到達的時刻，多組時間數據經4路數據采集卡A/D轉換後，被傳送到數據處理係統，數據處理係統通過邏輯運算，求取三個空間觀測點（其中一個點是做個基準點）雷聲到達的時間差，根據聲音在空氣中傳播的速度，計算出三個空間觀測點的距離差；根據空間三個雙曲麵相交可以確定一個點的原理，根據方程組確定雷電產生位置的坐標。
數據采集卡問題和挑戰
北京熠新科技的數據采集卡是係統中的核心部件，直接關係到係統的可行性和數據的準確性。
對數據采集卡主要要求有，采樣率10MS/s，精度12bit，4通道，需要具備GPS定時功能。除開這幾個基本要求，主要還麵臨幾個挑戰：
1、GPS定時精度問題，市麵上一般GPS精度都不高，一般是ms級，或者幾百個ns。GPS定時精度就直接決定了位置的精度，係統其它設備還會有延時誤差，數據采集卡的GPS定時精度最好要控製在50ns以內；
2、穩wen定ding性xing問wen題ti，由you於yu雷lei電dian信xin號hao是shi隨sui機ji的de，數shu據ju采cai集ji卡ka需xu要yao一yi直zhi等deng待dai雷lei電dian信xin號hao的de到dao來lai，所suo以yi需xu要yao一yi直zhi出chu於yu觸chu發fa等deng待dai狀zhuang態tai，采cai集ji卡ka需xu要yao常chang年nian運yun行xing著zhe，這zhe對dui采cai集ji卡ka的de穩wen定ding性xing和he耐nai用yong性xing都dou是shi一yi個ge挑tiao戰zhan；
3、長(chang)預(yu)觸(chu)發(fa)，當(dang)雷(lei)電(dian)信(xin)號(hao)到(dao)來(lai)那(na)一(yi)刻(ke)，采(cai)集(ji)卡(ka)開(kai)始(shi)采(cai)集(ji)記(ji)錄(lu)數(shu)據(ju)，但(dan)是(shi)很(hen)多(duo)時(shi)候(hou)，觸(chu)發(fa)前(qian)的(de)那(na)一(yi)段(duan)數(shu)據(ju)對(dui)分(fen)析(xi)雷(lei)電(dian)信(xin)號(hao)也(ye)是(shi)很(hen)重(zhong)要(yao)的(de)。而(er)一(yi)般(ban)采(cai)集(ji)卡(ka)隻(zhi)能(neng)記(ji)錄(lu)觸(chu)發(fa)前(qian)很(hen)短(duan)的(de)一(yi)段(duan)數(shu)據(ju)，一(yi)般(ban)就(jiu)幾(ji)K個數據，這對很多場景是不夠的。
對dui於yu穩wen定ding性xing，通tong過guo各ge種zhong複fu雜za情qing況kuang測ce試shi，模mo擬ni各ge種zhong場chang景jing下xia的de情qing況kuang。為wei了le模mo擬ni雷lei電dian環huan境jing，我wo們men在zai高gao壓ya試shi驗yan室shi放fang電dian進jin行xing現xian場chang測ce試shi。再zai通tong過guo降jiang低di采cai集ji卡ka整zheng個ge係xi統tong功gong耗hao，增zeng加jia各ge個ge部bu件jian穩wen定ding的de運yun行xing的de年nian限xian。
針對預觸發不夠長的問題，通過對采集卡內部邏輯的重新修改，充分利用采集卡超大的內存，預觸發能采集幾M甚至幾十M的數據，這大大滿足雷電測試的需要。
總結
zhenduileidiandingweizhezhongteshuchangjinggaijindeshujucaijika，wanquanmanzushenzhichaochushijiyingyongdexuqiu。tongshi，ruguocaiyongwangxianhuoguangxianlianjielianjie，kezuofenbushideleidiancaiji，caijidiankeyixianggejigongli，ranhoutongguowangxianhuoguangxianbashujuhuizongdaoyiqijinxingfenxi。
|
