雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用探析

肖荣国

(信宜市气象局，广东 高州 525300)

在现代社会中，虽然经济、技术不断提高，但是雷电灾害带来的影响和损失却没有因此而降低，以往的相关部门，因技术限制，无法准确分析雷电定位数据，人们在雷电灾害中，只能被动接受灾害侵袭。随着新时期经济技术的发展，相关部门也在不断更新、改进雷电定位系统，积极建设监测预警和处理雷电定位的相关信息系统。从一定程度上来说，雷电定位作为探测雷电的关键因素，监测预警信息系统地建立有利于更准确的对其进行定位。而在雷电监测预警和信息处理系统中，有效结合了雷电的信息数据，以及GPS技术，不仅能收集众多类型的雷电信息数据，还能实时对雷电发生的变化情况进行监测，及时为人们提供预警信息等。

1.原理概述

1.1 雷电定位原理和闪电定位仪

目前国际上主要有磁方向探测和时差法两类雷电定位系统，时差法系统的精度要远高于磁方向探测系统的精度。随着科技技术的发展，GPS技术的诞生再次升级了时差法系统的性能，使得在当前雷电定位中，时差法系统成为主要的应用系统；并且随着该技术的不断升级，逐渐延伸出了复合型定位方法，结合了定向定位与时差定位。闪电定位仪是目前雷电定位系统中，最先进实用的雷电活动研究手段，分析其原理，其主要是根据闪电特征，对其进行回击放电，分析研究在回击放电下产生的参数，并以此实施对雷电的预测定位。雷电定位系统的应用，不仅能有效降低雷击造成的损害，还能在一定程度上提升寻找雷击造成故障点的时间，确保能安全运作系统。一般在雷电定位系统中，可分为三种闪电定位方式，其一是定向法，这是基于磁方向所研制出来的闪电定位系统，这种定位系统的主要优势就是能管控测角误差，最低可管控在1°以内，在后来的技术发展中逐渐加入了其它功能，如鉴别技术与时差功能。其二是上文提过的时差法，主要优点是可明确闪电辐射位置，随着技术的发展，人们又在该系统中增添了DSP数字波形处理技术。其三，是干涉法，其主要优势是具有较高的精准定位程度以及探测成效，在实际应用时，不容易受地面传导率所影响。

1.2 雷电定位监测系统原理

现代的雷电定位监测系统中，最常用的就是定位精度较高的多站法定位方式，该方式不仅能通过更多探测出的参量，弥补单雷电定位系统存在定位误差大的问题，还能有效弥补雷电强度无法确定的问题。当前的多站式雷电定位监测系统主要依靠两大类技术，一是通信网络技术，二是中心处理数据技术。在接收雷电信号中，通常也分为两种，分别是甚高频和低频，甚高频的主要作用是对闪电位置进行精准定位。而在闪电定位系统中，一般构成部分有主站、副站（三个以上）、通信线路、位置分析等，这些组成部分结合在一起不仅能提高定位精确度，还能增加探测参量，但是这种定位系统的设备组成相对复杂，同时对通信网、中心数据处理技术等也有更高的要求。闪电定位系统中的主站作用通常是传送雷电数据，其传送需要的设备，一般是和副站共用电话网络、局域网等。而副站的作用是测定闪电时间、方向，然后传输数据至位置分析器中，系统会通过接收的闪电方向与时间，利用时差定位等方法精准定位闪电位置。

2.探析雷电定位系统在雷电灾害防御和监测预警中的应用

2.1 雷电预警预报工作应用

在现代雷电的预警预报工作中，已广泛使用雷电定位系统，其不仅能及时发现空中雷电的发生及发展，还能实时监测雷电。通过雷电定位系统，不仅能对雷电发生的位置实现精准测量，还能对闪电过程轨迹精准测定，只需要借助闪电辐射时的VHF电磁场的力量就能实现。此外，通过雷电定位系统中的数据，相关防雷部门还能利用观测到的雷电演变过程、移动方向等，提前准备防护措施，降低雷电带来的灾害损失。如，防雷部门可根据雷电发展趋势，对其所在地区的易燃易爆场所进行提前预警，要求其作业场所停止作业，严格管控易燃易爆物品，及时进行转移等。雷电定位系统涉及的功能是较为广泛的，能对测雷活动实现全方位掌控，深入分析，甚至还能掌握台风天气等方面的数据。因此，基于雷电定位系统的优势，我国相关部门应对其进一步优化与完善，确保雷电定位系统对雷电能进行更有效的监测，提高防御雷电灾害能力，进而有效避免，或是降低雷电灾害带来的人员伤亡、经济损失等。

2.2 防雷工程建设工作应用

一般在雷电发生区域，雷电定位系统能对该区域内的雷电相关指征参数进行准确统计，相关参数包括雷电发生密度、雷电发生强度以及其发生波形等，通过这些参数，在建设防雷工程时，能有效利用该参数对设计工作开展进行指导。如，可利用该数据参数，对雷电统计规律进行分析，指导防雷工程进行选址，避免其建设地点的雷电发生频度大、雷电发生强度高，给人们带来安全隐患。在其它建筑设施中，应用雷电定位系统，还能为建筑工程提供安全和质量保证。从另一方面来分析，在雷电活动规律及相关研究中，借助雷电定位系统也能提供有效的参考数据，帮助研究人员展开相关研究，进一步实现防雷安全管理工作。

2.3 雷电灾害评估应用

当前相关部门可通过雷电定位系统，探测出更多有关雷电的数据信息，深入研究这部分数据，就能针对各行业的雷电防护建设指标体系，以此实现客观科学评价防雷设计工程。同时，还可利用该系统的其它雷电数据探测资料，为调查鉴定雷电灾害事故提供科学有效的实施方法。通过雷电定位系统监测到的雷电信息，还能提供有效方法帮助研究者研究其演变关系、破解雷电灾害等，如果雷电发生时间、位置等和灾害发生时间、地点吻合，就能充分判断这是由雷击造成的灾害。如果灾害现场超出了雷击定位位置，则可根据雷击产生的相关信息，来判断该位置灾害是否由雷击导致。

2.4 人工影响天气作业应用

除上述应用外，雷电定位系统还能应用于人工影响天气作业中，如对某地区进行人工降雨时，可通过该定位系统进行监测、预警，确保飞机在闪电雷击地区进行作业时，不会被雷击击落，为飞机行驶提供了较高的安全保障，同时保证能顺利开展人工影响天气作业。除此之外，在分辨冰雹与雷雨天气的差异时，也可利用雷电定位系统的监测资料进行区分，由于闪电会在实施高炮防雹作业后，严重降低其频数，因此在实际应用中，高炮防雹可通过雷电定位系统的应用来检验应用效果。

结语

基于以上分析，相关防雷部门在雷电灾害防御以及监测预警中，应用最多的就是雷电定位系统，其作为目前最先进新型的技术设备，在防御雷电灾害、监测预警雷电灾害中发挥了关键作用。鉴于目前电子信息技术发展，电子通信设备应用越来越广泛，雷电灾害作为能对电子通信设备带来极大影响的因素之一，实施有效防御具有重要的现实意义。雷电定位系统的应用，不仅能有效降低雷电对电子通信设备带来的危害，还能有效减少雷电带来的设备故障等问题。因此，有关部门必须充分认识到雷电定位系统能带来的优势，深入剖析其原理，不断优化和完善该技术，以期雷电定位系统能更好地为人民服务，减少雷电灾害带来的人员伤亡、经济损失等，稳定社会发展，提高社会经济增长。