[发明专利]一种基于北斗通信的大气电场雷电监测预警装置

说明书

本发明涉及一种基于北斗通信的大气电场雷电监测预警装置，包括：一个或者一个以上的前端雷电监测预警装置和1台数据处理中心，二者之间通过北斗短报文实现数据通信；其中，前端雷电监测预警装置，安装在固定场所或者安装于机动装备上，用于实现预警装置附近区域的雷电监测预警，并通过北斗短报文向数据处理中心发送预警信息；数据处理中心，用于融合分析前端雷电监测预警装置的北斗短报文预警信息，实现雷电的区域监测预警。本发明可应用于野外无常规通信条件区域内的雷电预警，并可安装于机动装备上实现伴随保障；设计了可由单片机自主调控动片转速的大气电场探头，在强雷暴时采样率高，弱雷暴或无雷暴时采样率低，确保了装置较低的总功耗。

技术领域

本发明涉及一种基于北斗通信的大气电场雷电监测预警装置，可应用于无常规通信条件区域内的雷电监测预警，特别适合保障野外机动装备的防雷预警。

背景技术

大气电场强度是大气电学的基本参数，其正比于云团带电量和云团离地高度的乘积，而与云团离地面电场仪直线距离的三次方成反比。随着雷暴云的靠近和远离，地面电场不仅会出现强度的增强和减弱，还会发生电场极性的反转。另外，闪电发生时，地面电场表现为快速的跳变，这些信息在一定程度上均可作为雷电预警信息参数。因此，地面电场仪探测到的电场强度不仅能够很好的反映云团带电量以及云团高度，通过监测地面的电场强度还可以估计闪电发生的可能性，从而使得大气电场仪能够实现一定区域内的雷电预警。组网大气电场仪由于探测范围更大、多站信号可综合分析等优势，常常用于对区域雷暴过程或雷电的监测和预警。然而，现有的组网大气电场仪基本都依托于互联网进行传输，当处在无互联网的野战环境时，均无法实现区域雷电预警。

现在，北斗系统可以在全球范围内提供基本导航、精度授时和短报文通信等服务。其中，精度授时和短报文通信等功能为边远地区和恶劣环境下的大气电场数据通信以及指控中心对人员和装备的指挥调度提供了支撑。为此，研制基于我国自主研发的北斗卫星通信的大气电场雷电监测预警装置，对于野外复杂地域环境中的人员和装备的防雷预警而言十分重要。目前，可伴随保障野外机动作业装备的基于北斗通信的大气电场雷电监测预警装置，未见报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于北斗通信的大气电场雷电监测预警装置，该预警装置可应用于野外无常规通信条件区域内的雷电临近预警，并可安装于机动装备上实现伴随保障，为野外复杂地域环境中的装备防雷预警提供支撑。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的

一种基于北斗通信的大气电场雷电监测预警装置，包括：若干个前端雷电监测预警装置和1台数据处理中心，二者之间通过北斗短报文实现数据通信。

前端雷电监测预警装置，可以安装在固定场所，也可以安装于机动装备上，用于实现预警装置附近区域的雷电监测预警，并通过北斗短报文向数据处理中心发送预警信息；

数据处理中心，用于融合分析若干个前端雷电监测预警装置的北斗短报文预警信息，实现雷电的区域监测预警。

所述前端雷电监测预警装置包括：

大气电场探头，用于感应雷电产生的大气电场；

信号处理模块，计算大气电场探头感应电场绝对值的平均值和电场变化率绝对值的平均值；

单站预警信息生成模块，用于将前置信号处理模块输出的电场绝对值的平均值和电场变化率绝对值的平均值与预设阈值进行比对，并生成预警信息；

北斗发送模块，用于接收前置单站预警信息生成模块生成的预警信息，并进行本装置预警信息发送；

转速调控模块，用于调控大气电场探头的动片转速。

所述数据处理中心包括：

北斗接收模块，用于接收若干个前端雷电监测预警装置中北斗发送模块发送的预警信息；