一種雷電探測系統(tǒng)定位誤差模擬方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雷電探測系統(tǒng)定位誤差模擬方法。可用于對雷電探測站網(wǎng)定位誤差的模擬，定位誤差是評價一個定位網(wǎng)絡(luò)優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)之一。通過對雷電探測站網(wǎng)的定位誤差模擬可以優(yōu)化站網(wǎng)的幾何布置形式，優(yōu)化站網(wǎng)的布站個數(shù)，最大限度的提高站網(wǎng)的定位精度。本發(fā)明基于“隨機數(shù)”的蒙特卡洛方法對網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的定位精度進行模擬。最大限度的模擬站網(wǎng)實際工作情況。通過對站網(wǎng)內(nèi)、外的定位誤差進行模擬分析。實現(xiàn)在站網(wǎng)布站之前進行誤差估計。根據(jù)定位誤差模擬情況優(yōu)化站點幾何布置形式，優(yōu)化站網(wǎng)的布站個數(shù)，提高站網(wǎng)的定位精度。
【專利說明】一種雷電探測系統(tǒng)定位誤差模擬方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種定位誤差模擬方法，尤其是涉及一種雷電探測系統(tǒng)定位誤差模擬方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雷電被認為是對人類危害最大的十種災(zāi)害之一。長期以來雷電對人類賴以生存的自然資源和人類創(chuàng)造的物質(zhì)文明構(gòu)成極大的威脅，尤其是微電子設(shè)備廣泛應(yīng)用的今天，雷電造成的直接和間接災(zāi)害日益嚴重，因此對雷電的研究也越來越受到重視。雷電探測系統(tǒng)可以用來確定雷電的準(zhǔn)確位置，用于確定一個指定區(qū)域內(nèi)發(fā)生閃電的數(shù)量、正地閃和負地閃的接地點、估計閃電電流、以及其它放電參數(shù)的統(tǒng)計特征，這對雷電防護系統(tǒng)的設(shè)計和研究具有重要意義。研究定位誤差是評價一個雷電探測網(wǎng)絡(luò)優(yōu)劣的關(guān)鍵指標(biāo)之一。本專利提出了一種基于“隨機數(shù)”的蒙特卡洛方法對網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域的定位精度進行模擬方法，最大限度的模擬站網(wǎng)實際工作情況?？梢詫φ揪W(wǎng)內(nèi)、外的定位誤差進行模擬分析。通過對雷電探測站網(wǎng)的定位誤差模擬可以優(yōu)化站網(wǎng)的幾何布置形式，優(yōu)化站網(wǎng)的布站個數(shù)，最大限度的提聞?wù)揪W(wǎng)的定位精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的:
[0004]一種雷電探測系統(tǒng)定位誤差模擬方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0005]步驟1，根據(jù)模擬區(qū)域的面積大小設(shè)定步長，然后基于設(shè)定的步長將模擬區(qū)域進行區(qū)域格點化，定義每個格點的三維坐標(biāo)為X y Z，模擬區(qū)域內(nèi)各探測站點的三維坐標(biāo)為Xi YiZi ;
[0006]步驟2,針對一個格點，并計算當(dāng)前格點的模擬放電事件到達各探測站點的精準(zhǔn)到達時間；
[0007]步驟3，在步驟2中得到的該格點到達各探測站點的精準(zhǔn)到達時間上疊加符合正態(tài)分布，均值為0，均方根σ為50-500ns的隨機誤差后，得到模擬放電事件當(dāng)前格點到達各探測站點的真實測量到的到達時間；
[0008]步驟4，通過多站傳輸方程組，解出到模擬放電事件中各探測站點到達當(dāng)前格點的反演位置及反演發(fā)生時間；
[0009]步驟5，通過步驟4得到的反演位置及該格點的真實位置的差，得到此次模擬的定
位誤差。
[0010]步驟6，更換一個格點并重復(fù)步驟2至步驟5直至所有格點的定位誤差全部模擬完畢后結(jié)束，得到模擬區(qū)域內(nèi)的定位誤差。
[0011]在上述的一種雷電探測系統(tǒng)定位誤差模擬方法，所述步驟2中，精準(zhǔn)到達時間為
【權(quán)利要求】
1.一種雷電探測系統(tǒng)定位誤差模擬方法，其特征在于，包括以下步驟:步驟1，根據(jù)模擬區(qū)域的面積大小設(shè)定步長，然后基于設(shè)定的步長將模擬區(qū)域進行區(qū)域格點化，定義每個格點的三維坐標(biāo)為X I Z，模擬區(qū)域內(nèi)各探測站點的三維坐標(biāo)為Xi Yi Zi ；步驟2，針對一個格點，并計算當(dāng)前格點的模擬放電事件到達各探測站點的精準(zhǔn)到達時間； 步驟3，在步驟2中得到的該格點到達各探測站點的精準(zhǔn)到達時間上疊加符合正態(tài)分布，均值為O，均方根σ為50-500ns的隨機誤差后，得到模擬放電事件當(dāng)前格點到達各探測站點的真實測量到的到達時間； 步驟4，通過多站傳輸方程組，解出到模擬放電事件中各探測站點到達當(dāng)前格點的反演位置及反演發(fā)生時間； 步驟5，通過步驟4得到的反演位置及該格點的真實位置的差，得到此次模擬的定位誤差; 步驟6，更換一個格點并重復(fù)步驟2至步驟5直至所有格點的定位誤差全部模擬完畢后結(jié)束，得到模擬區(qū)域內(nèi)的定位誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雷電探測系統(tǒng)定位誤差模擬方法，其特征在于，所述步驟2中，精準(zhǔn)到達時間為
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雷電探測系統(tǒng)定位誤差模擬方法，其特征在于，所述步驟3中，到達各探測站點的真實測量到的到達時間TOA^ti+At ;其中，TOAi為模擬放電事件當(dāng)前格點到達第i個站點的真實測量到的到達時間，Λ t為隨機誤差時間，..., 1.m ,
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雷電探測系統(tǒng)定位誤差模擬方法，其特征在于，所述的步驟4中，通過多站傳輸方程組，得到模擬放電事件各探測站點到達當(dāng)前格點的反演位置及發(fā)生時間，基于以下公式:

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雷電探測系統(tǒng)定位誤差模擬方法，其特征在于，所述步驟5中，定位誤差的計算方法是:

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雷電探測系統(tǒng)定位誤差模擬方法，其特征在于，每次計算當(dāng)前格點的定位誤差，需要重復(fù)100-1000次，即重復(fù)步驟I至步驟100-1000次，得到對當(dāng)前格點的100-1000次定位誤差；平均100-1000次定位誤差作為在當(dāng)前格點得到的最終定位誤差。
【文檔編號】G01R35/00GK103605100SQ201310598122
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月22日
【發(fā)明者】蔡力, 章濤, 王建國, 魏俊濤, 齊汭晗, 張思涵, 吳焯軍 申請人:武漢大學(xué), 廣東電網(wǎng)公司佛山供電局