[发明专利]单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进方法

权利要求书

1.一种单站大气电场仪进行雷电预警的阈值法检验及改进算法，其特征在于；实现步骤如下；

第一步：利用历史三维闪电资料筛选出以单站大气电场仪安装位置的经纬度为中心，20Km内的闪电数据；用该闪电数据划分雷暴过程；

第二步：根据第一步得到的闪电数据，以单站大气电场仪安装位置的经纬度为中心，逐公里(1-20Km)统计其闪电发生数据，得到20个逐公里的闪电数据，并按第一步的方法划分雷暴过程次数，但不需再进行质量控制；

第三步：分析大气电场值分别超过2kV/m、4kV/m、6kV/m(3级阈值)产生雷电预警时间记为t1(分别用t12、t14、t16表示)，对比第二步得到的每次雷暴过程第一条闪电发生时间t2；t2-t1得到20个不同公里的预警提前时间，平均预警提前时间为T1＝Σt2-t1/NC1；

第四步：分析大气电场值分别超过2kV/m、4kV/m、6kV/m的时间t1，以30min为1时段，如果t1后30min内对应的公里的三维闪电资料无闪电发生，则空报次数NF1+1，得到3级大气电场阈值的预警空报次数NF1，空报率FAR1＝NF1/NC1+NF1,TS评分TS1＝NC1/NC1+NM1+NF1；

第五步：通过第一至四步得到的3级阈值法逐公里的预警命中率POD1、漏报率MAR1、平均预警提前时间T1、以及空报率FAR1；根据不同行业或项目的雷电预警防护需求结合准确率，确定预警范围，重新确定3级阈值；

第六步：电场极性反转(过零点)且幅值超过0.25kv/m(该值可设为变量，根据单站大气电场仪晴天大气电场监测数据设定)产生雷电预警时间记为t3，每次雷暴过程第一条闪电发生时间t2，平均预警提前时间为T2＝Σt2-t3/NC2，0mint2-t3≦30min，则预警提前时间有效(30min变量或固定为15min、30min、45min、60min),仅记录最早的一个时间点t3；

第七步：如果t3后30min内对应的公里的三维闪电资料无闪电发生，则空报次数NF2+1，得到预警空报次数NF2，空报率FAR2＝NF2/NC2+NF2，TS评分TS2＝NC2/NC2+NM2+NF2；

第八步：通过第六至七步得到的过零点逐公里的预警命中率POD2、漏报率MAR2、预警提前时间T2以及空报率FAR2；

第九步：电场值跳变，以当电场强度绝对值超过0.25kV/m(该值可设为变量)，且出现，

产生雷电预警时间记为t4，每次雷暴过程第一条闪电发生时间t2，平均预警提前时间为T3＝Σt2-t4/NC3，0mint2-t4≦30min，则预警提前时间有效(30min变量或固定为15min、30min、45min、60min)，仅记录最早的一个时间点t3；

第十步：如果t4后30min内对应的公里的三维闪电资料无闪电发生，则空报次数NF3+1，得到预警空报次数NF3，空报率FAR3＝NF3/NC3+NF3，TS评分TS3＝NC3/NC3+NM3+NF3；

第十一步：通过第九至十步得到的电场值跳变逐公里的预警命中率POD3、漏报率MAR3、预警提前时间T3以及空报率FAR3；

第十二步：采用线性加权融合法对20公里任一逐公里范围进行预警，汇总阈值法、极性反转法和电场跳变法等3种雷电预警方法利用实时大气电场监测数据分别得到是否产生雷电预警的结果，产生记为1，不产生为0；然后将第三步、第六步、第九步得到的3个命中率POD作为权重，将三种方法的结果进行加权利用，预警结果公式如下：

Score为综合预警结果，POD为第三步、第六步、第九步得到的预警命中率，rec为是否产生雷电预警的结果，k为3种雷电预警方法顺序，i为阈值法的3级阈值；

第十三步：综合预警结果Score,任一逐公里范围的预警结果组合最多10种，Score最大的3个值划为一级预警，中间的3个值划为二级预警，剩余的值划为三级预警；

第十四步：综合预警结果Score的输出频率取3min，即对预警等级的调整更新频次为3min/次；

第十五步：综合预警的解除采用延时方式，当发出预警后，预警持续一定时间，持续时间取30min(可设为变量)，如果在报警持续时间内，又出现预警，重新计时；如果超过设定的持续时间，仍没有再次出现预警，则解除预警。