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為X y Z，模擬區(qū)域內(nèi)各探測站點的三維坐標為Xi YiZi ;
[0006]步驟2,針對一個格點，并計算當前格點的模擬放電事件到達各探測站點的精準到達時間；
[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為X I Z，模擬區(qū)域內(nèi)各探測站點的三維坐標為Xi Yi Zi ；步驟2，針對一個格點，并計算當前格點的模擬放電事件到達各探測站點的精準到達時間； 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，每次計算當前格點的定位誤差，需要重復100-1000次，即重復步驟I至步驟100-1000次，得到對當前格點的100-1000次定位誤差；平均100-1000次定位誤差作為在當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, 廣東電網(wǎng)公司佛山供電局