[发明专利]基于同步压缩小波变换的雷电预测方法、装置以及设备

说明书

本发明公开了一种基于同步压缩小波变换的雷电预测方法、装置以及设备，所述方法包括以下步骤：步骤S1，确定待识别电磁波电压数据，所述待识别电磁波电压数据中包括低频或甚低频段数据；步骤S2，利用同步压缩小波变换处理所述待识别电磁波电压数据，得到同步压缩小波变换时频图；步骤S3，调用预训练的雷电地闪电磁波识别模型对同步压缩小波变换时频图进行电磁波形态识别，得到雷电地闪预测结果；步骤S4，根据雷电地闪预测概率生成雷电预测结果，通过本发明，可提升雷电预测精准度，减少错误判定概率。

技术领域

本发明涉及雷电电磁波探测与识别技术领域，特别是涉及一种基于同步压缩小波变换的雷电预测方法、装置以及设备。

背景技术

雷电灾害是自然界中严重危害人类活动的灾害之一。地闪和地面灾害相关，回击是其中一种强大的电流源，危害严重。雷电探测与预警成为了防治雷电灾害的重要技术手段。

雷电活动所产生的电磁辐射场，尤其是主能量集中的低频/甚低频段的电磁辐射场，其产生的电磁辐射波可沿地球表面传播数百公里或更远。现有的雷电探测方法及装置通常是检测雷电活动所产生的低频/甚低频段电磁辐射波所对应的电磁感应信号。雷电按照大类分，主要有云闪和地闪，其中地闪会造成更多危害。目前所公开的用于区分云闪和地闪的识别判据有：时间判别法，即检测输入信号的主峰由参考零点到峰值点的时间，因为云闪电检信号具有短暂的上升时间；双极性测试法，即与第一峰相比较，后续相反极性波峰的峰值偏大，则被判定为云闪；另一种方法是同极性测试法，即存在与第一峰极性相同的后续峰，且后续峰峰值偏大，则被判定为云闪。如果所输入的感应信号不满足上述判定则将被假定为地闪雷电信号。但是，目前即使综合利用上述判据，仍然存在地闪雷电信号被错误的判定。

综上所述，如何提升雷电地闪电磁波识别精准度，减少错误判定概率，是目前本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种基于同步压缩小波变换的雷电预测方法、装置以及设备，以提升雷电预测精准度，减少错误判定概率。

为达上述及其它目的，本发明提出一种基于同步压缩小波变换的雷电预测方法，包括以下步骤：

步骤S1，确定待识别电磁波电压数据，所述待识别电磁波电压数据中包括低频或甚低频段数据；

步骤S2，利用同步压缩小波变换处理所述待识别电磁波电压数据，得到同步压缩小波变换时频图；

步骤S3，调用预训练的雷电地闪电磁波识别模型对所述同步压缩小波变换时频图进行电磁波形态识别，得到雷电地闪预测概率；

步骤S4，根据雷电地闪预测概率生成雷电预测结果。

可选地，步骤S1进一步包括：

步骤S100，接收雷暴活动中电磁波电压值记录数据；

步骤S101，确定所述电磁波电压值记录数据中低频或甚低频段范围的波峰峰值点；

步骤S102，在电磁波电压值记录数据中以波峰峰值点作为中心点，截取前后预设范围内的数据，作为待识别电磁波电压数据。

可选地，步骤S2进一步包括：

步骤S200，将所述待识别电磁波电压数据作为输入信号f(t)，将输入信号 f(t)进行分数阶变换，得到不同分数阶和小波函数的小波系数其中， a为尺度因子，b为平移因子，t为时间；

步骤S201，根据不同分数阶和小波函数时频分布，选择最优分数阶和小波函数的小波系数其中，为最优分数阶；

步骤S202，由所述最优分数阶和小波函数的小波系数得出不同时刻与尺度处的瞬时频率ω_f(a,b)；