[发明专利]闪电监测系统、方法和装置

说明书

一种便携式通信装置，包括：位置监测单元，被配置为确定所述便携式通信装置的位置；闪电监测单元，被配置为确定雷击与所述便携式通信装置之间的距离；以及射频电路，被配置为经由通信网络输出表示所述便携式通信装置的位置以及所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据。一种系统，包括：闪电监测数据库；以及分析单元，被配置为：经由通信网络从便携式通信装置接收表示所述便携式通信装置的位置以及雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据；部分地基于从所述雷击到所述便携式通信装置的位置的距离来确定所述雷击的位置；以及将所述雷击的位置存储到所述闪电监测数据库中。

背景技术

闪电是云内的带电区域之间或者云与行星的表面之间的静电放电。存在四种基本类型的闪电：云内闪电；云间闪电；云空闪电；以及云地闪电。云间闪电普遍发生在雷雨的开始时。气象局使用闪电监测系统与天气雷达结合来定位并追踪雷雨。

存在三种基本类型的闪电监测系统：使用多个监测器的基于地的系统；移动监测系统(通常在航空器上)；以及基于空间的系统。每种闪电监测系统都具有它们自身的局限性。由于移动监测系统利用衰减而非三角测量来确定闪电位置，因此移动监测系统可能难以辨别是弱的雷击在靠近还是强的雷击在远去。由于基于空间的闪电监测系统与移动监测系统或基于地的系统相比花费更多的时间去传播信息，因此来自基于空间的闪电监测系统的信息对于诸如空中导航的实时应用程序来说价值有限。

诸如美国国家气象局等的气象局使用基于地的闪电监测系统，这些基于地的闪电监测系统使用来自多个位置的多个监测器的三角测量来确定雷击的位置。例如，国家雷电监测网(NLDN)包括贯穿美国大陆而分布的大约100个基于地的监测器。这些监测器感测雷击的电磁信号，并且经由卫星将数据发送至美国亚利桑那州的图森的中央处理位置，该中央处理位置通过对三个或更多个信号进行三角测量来估计雷击的位置。

传统的基于地的闪电监测系统也存在一些缺陷。最显著的缺陷是由于有限数量的基于地的监测器而引起精度不够。由于基于地的闪电监测器之间相隔可能数百英里，因此即使最先进的基于地的闪电监测系统的精度也是受限制的。

由于可能是一个监测器监测发起云上的闪电的位置而另一个监测器监测接收云上的闪电的位置，因此利用传统的基于地的监测系统来监测云间闪电尤其困难。为了在可接受的误差范围内监测并定位云间闪电，基于地的闪电监测系统在监测范围内需要至少三个监测器。由于基于地的闪电监测器的数量受限，因此传统的基于地的闪电监测系统低估云间闪电。在监测云空闪电的情况下，传统的基于地的闪电监测器也具有类似的缺陷。

可以通过增加基于地的监测器的数量来提高传统的基于地的闪电监测网络的精度。然而，每次制造、部署以及维护基于地的监测器时，网络的成本都增加。因此，需要提高闪电监测网络的精度的同时降低基于地的监测器的制造、部署和维护的成本。

发明内容

为了克服现有技术中的这些缺陷和其它缺陷，提供示例性实施例的多个方面。

根据示例性实施例的一个方面，提供一种系统，包括：闪电监测数据库；以及分析单元，被配置为：经由通信网络从便携式通信装置接收表示所述便携式通信装置的位置以及雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据；部分地基于所述便携式通信装置的位置以及所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离来确定所述雷击的位置；以及将所述雷击的位置存储到所述闪电监测数据库中。

根据示例性实施例的另一个方面，提供一种便携式通信装置，包括：位置监测单元，被配置为确定所述便携式通信装置的位置；闪电监测单元，被配置为监测雷击并确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离；以及射频电路，被配置为经由通信网络输出表示所述便携式通信装置的位置以及所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据。