[发明专利]基于不规则阵列的闪电甚高频干涉定位方法

说明书

本发明公开了基于不规则阵列的闪电甚高频干涉定位方法，涉及闪电定位领域，包括S1获取N个站点干涉仪的天线位置，并计算辐射源到达所有基线的时间差τ_ij；S2判断所有的天线是否在同一平面上，若是则进入S3，反之则进入S4；S3采用M组基线计算辐射源的定位来向，并进入S6；S4组合任意3个站点形成种选择；S5计算每种选择下辐射源的来向，并确定辐射源的定位来向；S6、根据辐射源的定位来向计算辐射源的仰角和方位角；进行干涉定位时，天线阵的非共面特性和天线数的增多能明显提高干涉仪的定位结果，且本方法可以应用于任意不规则阵列，也就是天线阵可以随机布置，不要求天线阵的共面，也不要求形成的基线彼此正交，有效的降低了天线的安装困难度。

技术领域

本发明涉及闪电定位领域，尤其涉及一种基于不规则阵列的闪电甚高频干涉定位方法。

背景技术

闪电放电会产生丰富的甚高频(VHF)辐射，云层对这些辐射来说几乎是透明的。通过探测和定位这些辐射，可以揭示闪电通道在雷暴云中发展传播的动态特征。目前最广泛使用的方法是架设至少三个天线，相邻天线之间的距离(基线)为几米到几十米，称为VHF短基线闪电干涉仪。这些天线都分布在同一水平面上，阵列结构为等腰直角三角形或者十字型，可以组成两条互相正交的基线。假设数公里之外闪电产生的辐射源是平行入射达到各测站，可以通过计算辐射源达到各站的时间差来计算辐射的到达方向。目前的算法也都是基于同一水平面阵列、基线正交这一前提。比如Stock等(2014)，Lyu等(2019)，Shao等(2020)使用三个天线组成等腰直角三角形，Sun等(2014)使用四个天线组成正方形，Wang等(2020)用七个天线组成L型。

因此传统算法要求在实际站点布置过程中，要保证各个站点严格位于同一水平面且彼此正交，十分不便。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题设计了一种基于不规则阵列的闪电甚高频干涉定位方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

基于不规则阵列的闪电甚高频干涉定位方法，包括：

S1、获取N个站点干涉仪的天线位置，并计算辐射源到达所有基线的时间差τ_ij，其中i和j为站点；

S2、判断所有的天线是否在同一平面上，若是则进入S3，反之则进入S4；

S3、采用M组基线计算辐射源的定位来向，并进入S6；

S4、组合任意3个站点形成种选择；

S5、计算每种选择下辐射源的来向，并确定辐射源的定位来向；

S6、根据辐射源的定位来向计算辐射源的仰角和方位角。

本发明的有益效果在于：进行干涉定位时，天线阵的非共面特性和天线数的增多能明显提高干涉仪的定位结果，且本方法可以应用于任意不规则阵列，也就是天线阵可以随机布置，不要求天线阵的共面，也不要求形成的基线彼此正交，有效的降低了天线的安装困难度。

附图说明

图1是本发明基于不规则阵列的闪电甚高频干涉定位方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。