闪电定位仪原理介绍和日常维护
闪电定位仪的作用
闪电定位仪的作用
闪电定位仪是一种专门用于检测和定位闪电活动的设备。
它的主要功能是通过分析闪电产生的电磁波信号，精确地确定闪电发生的位置和时间。
这种设备通常被安装在气象站、机场和其他需要实时监测天气状况的场所。
闪电定位仪的工作原理是利用多个传感器同时接收闪电产生的电磁波信号。
这些传感器分布在不同的地理位置，能够从不同角度捕捉到闪电信号。
通过分析这些信号的时间差和强度差，闪电定位仪可以计算出闪电发生的具体位置。
这种定位技术被称为时差定位法。
闪电定位仪不仅可以提供闪电发生的时间和位置信息，还可以分析闪电的强度和类型。
这对于气象预报和灾害预警具有重要意义。
例如，在雷暴天气中，闪电定位仪可以帮助气象部门及时发布雷电预警，提醒公众和相关部门采取必要的防护措施，减少雷电灾害带来的损失。
此外，闪电定位仪还可以用于科学研究。
通过对闪电活动的长期监测和分析，科学家可以更好地理解闪电的生成机制、分布规律以及对气候变化的影响。
这对于改进天气预报模型和提高气象预测的准确性具有重要作用。
总之，闪电定位仪是一种功能强大的设备，能够在多个领域发挥重要作用。
通过精确地定位和分析闪电活动，它不仅能够提高气象预报的准确性，还能为灾害预警和科学研究提供重要数据支持。
闪电定位仪安装使用和维护
增刊论文闪电定位仪安装使用和维护新疆气象技术装备保障中心：彭坚1李志勇2（ Tel:2690448 邮编：830002）摘要：为加强对雷暴天气的监测和预警,2011年开始新疆气象部门启动了雷电监测网的建设,目前已经有10套设备投入业务运行,为全疆的防雷减灾、预报预警提供了探测依据。
本文对目前新疆雷电监测站安装使用以及运行中出现的情况作介绍，并对使用维护提出自己的见解, 为雷电监测站的正常运行提供技术保障和支持关键词：闪电定位仪安装使用维护1引言闪电定位仪（雷电监测定位仪）是指利用闪电回击辐射的声、光、电磁场特性来遥测闪电回击放电参数的一种自动化探测设备。
1980年代初，云地闪波形鉴别技术的出现和应用，使云地闪探测效率达90%以上。
进入90年代，由于GPS技术的使用，雷电监测在测向系统的基础上增加GPS时钟，形成时差测向混合系统，同时采用数字波形处理技术(DSP)，对波形作相关性分析、定位处理，使雷电定位精度和探测效率都有明显提高。
现在多采用多站法雷电定位系统，它定位精度高、探测参量多，但设备复杂，需要通信网、中心数据处理站。
目前，雷电监测定位系统已广泛应用在雷电的监测、预报、雷电防护及雷电研究中。
为适应新疆防雷减灾需要，2011年，全疆已建10套雷电监测设备，2012年将建设23套，实现覆盖全疆的区域性雷电监测网，对雷电进行监测、定位，实时地监测雷电的活动，获得到每一雷击的发生时间、地理位置、强度、极性等参数，对灾害性天气机理的研究和预报提供宝贵的资料，对研究和预报灾害性的天气活动，保障电力、通信、航空航天、林业、军事以及人们生命财产安全运行发挥重要的作用。
2 ADTD 型闪电定位仪简介ADTD 型闪电定位仪是中科院空间科学研究中心和华云公司合作研发的雷电监测仪器。
工作原理是利用闪电回击辐射的声、光、电磁场特性来遥测闪电回击放电参数，并把经过预处理的闪电数据实时通过网络通信送到中心数据处理站实时进行交汇处理，可全天候、长期、连续运行，并记录雷电发生的时间、位置、强度和极性等指标。
闪电定位仪基本原理及常见故障排除
首先可以通过省气象局运行监控平台对仪器运行情况进行监测遥 3.2 监控软件
利用闪电定位仪数据监控软件袁 可以调取闪电定位仪的自检信 息等袁状态信息中的自检值为 1024 表示自检通过袁值是 0 表示探头 自检失败遥 找出信息中不正常的参数袁把问题缩小到探头的某一部 件遥
首先袁在保证供电电源正常的情况下袁最容易出现的是通信故障遥 4.1 Nport 的检查
咱责任编辑院汤静暂
Science & Technology Vision 科技视界 107
雷电观测采用多站组网尧全天候连续自动观测遥 有效的雷电观测 定位数据应由 3 个或 3 个以上雷电观测站网获取遥
雷电观测站的观测项目:包括回击波形到达时间尧方位角尧磁场峰 值尧电场峰值尧波形特征值渊过阈值点尧陡点尧峰点尧后过零点冤尧陡度值 等遥
雷电观测网的观测项目院包括雷电回击发生的日期尧时间尧纬度尧
. Al经l度尧R电i流g强h度t尧s电流R陡e度s尧e定r位v误e差d尧.定位方式等遥 2 闪电定位仪工作原理
闪电定位仪原理介绍和日常维护
3、信号处理放大电路以及中央处理系统
信号处理放大 电路、中央处 理系统
信号处理电路对天线对外界的雷击脉冲电磁场所感应到的微弱信 号进行放大，为减低对中央处理部分的干扰，它与中央处理电路 之间用金属板隔开，中央处理电路完成雷电发生时的精确时间、 雷电相关数据的计算，并配合中心站完成数据传输。
4、串口隔离驱动模块
RJ45接头， 接Hub 九座RS232 串口接头， 连接室外中 央处理系统
它的作用是将室外中央处理系统所采集的雷电数据以及精确的时 间信息从串口数据转化成TCP/IP数据包，这样中心站通过VPN网 络就可以及时获得子站的数据，其实质性原理就是将子站整个系 统当作中心站服务器上的一个虚拟的串口。它需要一个固定的IP 地址，不要随意更改。
3、监测网络构成
铜陵 （子站1） …………… 阜阳 （子站2） 滁州 （子站3）
VPN网络
省台中心站
完成对子站数据采集，状态监测和 产品数据web发布等。
二、子站硬件构成
电源系统 正交天线 信号处理 放大电路 10M恒温晶振 中央处 理系统 GPS授时系统
串口隔离 驱动模块
RS232通讯（三 线制） NP5110 RJ45插头
闪电定位仪原理介绍和日常维护
安徽省气象技术装备中心 技术保障科
一、LD-II型闪电定位仪原理
目前国际上应用的雷电定位系统主要有两种， 一种是磁方向探测系统，另一种是时差法系统， 后者的定位精度远远高于前者，而且目前时差 法所依赖的精密时统技术因为GPS的实用而得 到了解决，目前时差法系统将成为主流的雷电பைடு நூலகம்定位探测设备。LD-II型就属于时差法系统。目 前我省有10个子站+省台中心站构成闪电定位 监测网络。
ADTD闪电定位仪介绍与故障分析
ADTD闪电定位仪介绍与故障分析闪电定位仪是监测雷电发生的气象探测设备。
本文介绍了ADTD闪电定位仪的探测原理，详细介绍了Nport串口服务器設置方法。
作者结合工作经验，对江西省闪电定位仪在业务运行中常见的故障进行分析，并且排查原因和列举解决办法，给出日常维护建议。
标签：闪电定位仪；故障分析由于地理环境的原因，地处长江下游的江西省是受自然灾害影响最严重的省份之一，每年受雷电灾害损失高达数亿元，人员伤亡也是常有发生，所以对于闪电的研究和监测十分重要。
ADTD型闪电定位仪是监测雷电发生的气象探测设备，能测量雷电发生的时间、强度、极性等信息。
目前江西省共有12个县市安装了闪电定位仪，及时收集雷电发生的信息，对于雷电的预警和研究雷电活动规律准备了资料依据。
一、闪电介绍闪电是一种自然现象，是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象。
通常是积雨云产生电荷，底层为阴电，顶层为阳电。
正电荷和负电荷彼此相吸，正负电荷克服空气的阻障连接上。
产生出一道明亮夺目的闪光。
一次闪电的放电过程：云层荷电形成电分布---初始击穿---梯级先导---联结过程---第一回击---K过程---J过程---直窜先导---第二回击…….闪电的放电过程中最重要的是回击过程，因为回击的电流大，辐射的电磁场强，是形成故障造成危害的主要原因。
二、闪电定位仪工作原理闪电定位仪工作原理：闪电定位仪通过磁环天线探测雷电发生时向外辐射的电磁波信号，磁环天线通过切割磁场面判断闪电发生的方向，再由电磁波信号通过电子舱进行分析、放大、处理得到所需的雷电波形，最后经过处理的信号发送到电脑终端进行运算得出闪电发生的位置、时间、强度等参数。
闪电定位仪系统主要由电源舱、电子盒、GPS天线部件、密封圈、玻璃钢罩和NPORT通讯模块等组成，常见故障点出现在通讯模块、电源舱、链接插头、电子盒内各电路板等。
三、串口服务器Nport设置NPort5110串口设备服务器是通过RS-232串口将设备连接至IP-based Ethernet LAN，Nport5110通讯模块能将闪电信息传送至中心站。
闪电定位仪基本原理及常见故障排除
闪电定位仪基本原理及常见故障排除作者：甄晴来源：《科技视界》2014年第35期【摘要】本文介绍了闪电定位仪的基本原理，以及在日常使用中的日常监控维护方法和一些常见故障的判断及排除方法。
【关键词】闪电定位仪；故障；通信0 引言雷电（也称闪电）是发生于大气中的一种瞬时高电压、大电流、强电磁辐射灾害性天气现象。
闪电定位仪是探测雷电发生的强度、方向、频率及其变化的仪器。
雷电观测是气象观测的重要组成部分，它是对地球表面大气层内发生的雷电现象进行连续的测定，为天气预报和气象服务提供重要依据。
1 雷电观测的原理雷电观测采用多站组网、全天候连续自动观测。
有效的雷电观测定位数据应由3个或3个以上雷电观测站网获取。
雷电观测站的观测项目：包括回击波形到达时间、方位角、磁场峰值、电场峰值、波形特征值（过阈值点、陡点、峰点、后过零点）、陡度值等。
雷电观测网的观测项目：包括雷电回击发生的日期、时间、纬度、经度、电流强度、电流陡度、定位误差、定位方式等。
2 闪电定位仪工作原理ADTD型闪电定位仪，由探头、中心数据处理站、图形显示终端专用设备外、通信系统组成。
它的主要功能是自动地接收和处理闪电电磁脉冲信号，并把经过预处理的闪电数据实时地通过通讯系统送到中心数据处理站实时进行交汇处理。
闪电定位仪安装在室外开阔地带，其它设备全部安置在附近室内。
布置在不通地理位置上的两台以上的闪电定位仪可以构成一个闪电定位系统网。
通信的好坏直接影响整个系统网的可靠性。
因此通信系统的维护在日常维护中很重要，否则数据就很难上传下达。
3 日常维护日常的维护维修和故障排除也应从闪电定位仪的几个基本组成部分入手，一一排查。
3.1 监控平台首先可以通过省气象局运行监控平台对仪器运行情况进行监测。
3.2 监控软件利用闪电定位仪数据监控软件，可以调取闪电定位仪的自检信息等，状态信息中的自检值为1024表示自检通过，值是0表示探头自检失败。
找出信息中不正常的参数，把问题缩小到探头的某一部件。
浅谈闪电定位仪的维修与维护
拔 电源几秒 钟后 Ｒｅａｄｙ灯 才会 常亮 ）；
时 ．电源盒 内靠 左侧 的 ＲＤ、ＴＤ、ＦＬ、ＳＴ全都 不 亮 ，右
（２）Ｌｉｎｋ灯 闪亮 ，如 果不 亮请 检查 网络 连接 ； 侧 的 ４路 电压 指示灯 全都 常亮 。
（３）收发 数 据显 示灯 间隔半 分 钟 闪亮 一下 ，如果
（２）电子盒 不能 正 常 ］二作 时 ，在 ＣＰＵ的正 面板 上
闪电定 位 仪死 机大 多 是 由于机 器 内部 静 电不 断
工 作 状 态 灯 常亮 。工 作 状 态 灯不 亮 表 明 Ｎｐｏｒｔ不正 累 积引起 的 。闪 电定 位仪 死机 时 的主要 特征 为 ：
常 ，插 拔一 下 Ｎｐｏｒｔ电 源后 看 是 否 正 常 （正 常 情 况插
（１）闪 电定 位 仪 的 电源 盒 输 出的 四路 电 压 正 常
第 ３３卷 第 ２期 ２０１６年 ６月
黑 龙 江 气 象
ＨＥＩＬＯＮＧ３ ＩＡＮＧ ＭＥＴＥＯＲＯＬＯＧＹ
文章编号 ：１００２－２５２Ｘ（２０１６）０２－００４４—０２
Ｖ０ｌＩ３３ Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．２０１６
浅谈闪电定位仪的维修与维护
陈 志 国 ，冯 雪 ，崔 玉 臣 （鸡 东县 气 象局 ，黑龙 江 鸡 东 １５８２００）
动 ，通讯 线 路 、供 电线 路 、连 续 电源 、探 头 防雷 接地 等 灯 不亮 ，则说 明 闪电定位 仪 的 ＣＰＵ没有 正常 工作 。这
被 破 坏 。闪 电定 位仪 核 心 电子元 器 件 老化 ，工 作性 能 可能是 由于 ＣＰＵ板损 坏或 是 电源盒 故 障所致 。通 过
下 降 等 。这些 因素都 能 引起 探测 数 据误 差 或 是仪 器 接 到 探 头 上 的 一 个 ＡＳＣＩＩ终 端 用 输 人 ＊ＳＴＡＴＵＳ命
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护
TSS928闪电定位仪的功能应用及日常维护1. 引言1.1 闪电定位仪的概述闪电定位仪是一种用来检测和定位雷电活动的设备，可以帮助人们及时预警和采取必要的措施，保障人们的生命和财产安全。
闪电定位仪主要通过接收来自雷电的电磁信号，并利用定位算法计算出雷电的位置和强度，从而提供及时的警报信息。
闪电定位仪在现代社会的应用十分广泛，不仅在气象、农业、交通等领域起着重要作用，还在航空航天、军事防务等方面有着重要的应用价值。
通过闪电定位仪，人们可以更加准确地掌握雷电的活动情况，提前采取防范措施，减少雷电带来的损失和危害。
随着科技的不断进步和发展，闪电定位仪的功能和性能也在不断提升，使其在预警、监测、预测等方面具有更高的准确性和可靠性。
闪电定位仪的出现，为现代社会的发展和安全保障提供了重要的技术支持和保障。
2. 正文2.1 TSS928闪电定位仪的功能应用TSS928闪电定位仪是一种高精度的闪电探测设备，具有多种功能应用。
它可以实时准确地定位闪电的位置，帮助监测和预警雷电天气，保障人员和设施的安全。
TSS928闪电定位仪还可以用于科研领域，帮助研究人员分析闪电的频率、强度和路径，从而研究气象现象和气候变化。
TSS928闪电定位仪还可以应用于航空管制领域，帮助航空公司准确掌握雷电信息，避免飞机遭遇雷击。
它也可以在军事领域发挥作用，帮助军事单位实时监测敌方的雷电活动，保障军事行动的安全性。
TSS928闪电定位仪具有广泛的功能应用，可以在多个领域发挥作用。
其高精度和实时性使其成为监测和预警雷电天气的重要设备，对于保障人员和设施的安全具有重要意义。
它也可以促进科研领域的发展，提高航空安全和军事行动的效率。
TSS928闪电定位仪在现代社会中具有重要的应用价值。
2.2 TSS928闪电定位仪的日常维护TSS928闪电定位仪是一款用于测量闪电位置和距离的设备，具有高精度和稳定性。
在日常使用中，需要注意以下几点进行维护：1. 定期清洁：定位仪外部和内部的灰尘和污垢会影响设备的准确性和性能。
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3、信号处理放大电路以及中央处理系统
信号处理放大 电路、中央处 理系统
信号处理电路对天线对外界的雷击脉冲电磁场所感应到的微弱信 号进行放大，为减低对中央处理部分的干扰，它与中央处理电路 之间用金属板隔开，中央处理电路完成雷电发生时的精确时间、 雷电相关数据的计算，并配合中心站完成数据传输。
Байду номын сангаас
4、串口隔离驱动模块
1、定位原理
设有三个接收机R1、R2、R3分别布置在不同的点， R1、R2、R3均被同步在同一时差系统上，当在t0 时刻，在L处发生了一个雷击，该雷击所辐射的电 磁脉冲信号到达各站的时刻分别是t1、t2、t3，则 t2-t1=(t2-t0)-(t1-t0)=(R2L-R1L)/C,其中C为光速， R2L和R1L为R1、R2两站到该雷击点的距离差，若 求得t2-t1，则雷击点也必然位于等距离为R2L-R1L 的一条双曲线AB上，这样，对于R3、R2来说也可 以测得t3-t2而得到相对应的另一条双曲线CD，AB 与CD的交点就必然是雷击发生的位置，这样就把 定位问题变成了测量信号到达不同接收站的时间问 题。
闪电定位仪原理介绍和日常维护
安徽省气象技术装备中心 技术保障科
一、LD-II型闪电定位仪原理
目前国际上应用的雷电定位系统主要有两种， 一种是磁方向探测系统，另一种是时差法系统， 后者的定位精度远远高于前者，而且目前时差 法所依赖的精密时统技术因为GPS的实用而得 到了解决，目前时差法系统将成为主流的雷电 定位探测设备。LD-II型就属于时差法系统。目 前我省有10个子站+省台中心站构成闪电定位 监测网络。
3、监测网络构成
铜陵 （子站1） …………… 阜阳 （子站2） 滁州 （子站3）
VPN网络
省台中心站
完成对子站数据采集，状态监测和 产品数据web发布等。
二、子站硬件构成
电源系统 正交天线 信号处理 放大电路 10M恒温晶振 中央处 理系统 GPS授时系统
串口隔离 驱动模块
RS232通讯（三 线制） NP5110 RJ45插头
室外串口 隔离驱动 模块
它的作用是对中心站所发送过来的数据进行有效的隔离和 驱动，原理和I型自动站所用的串口隔离器相同，经过模块 驱动后，中央处理系统的数据传输可达到2KM。
5、10M恒温晶振
它的内部带有温度自我调节装置，能稳定输出频率为10M的 方波信号，这样，系统在理论上的时间分辨率为10-7秒，所以， 整个系统在理论上的空间定位误差为300米
A
D
C
B R3
R1
R2
2、探测原理
当雷击发生时，其巨大的瞬间回击电流会产生一 个很强的电磁脉冲辐射，它以光速向四周传播，雷 电定位仪的正交天线接收到雷击电磁脉冲的甚低频 （very low frequency )信号，并以信号的峰点位置作 为信号到达时刻的参考点，记录下电磁脉冲到达该 接收点的时间，定位仪的正交磁场天线接收的磁场 信号经电路处理后得到磁场的东西和南北分量Bew 和Bns，用于场强计算，由所接收到的信号场强和 脉冲电磁波传播的规律还可以推算出雷击电流的大 小和极性。
10、高精度净化电源
净化电源控制器
开关
防雷器
对市电输入能起到一个很好的净化作用，最低限度减小由于 市电的波动而造成的对室外采集系统所造成的影响，同时配 有防雷器，起到对电网的防雷作用。
三、中心站服务器
中心站根据子站所配置的NP5110模块的IP地址，利用软件来把 子站的IP对应成中心站的一个虚拟的串口，中心在每秒种的前几 百豪秒时间通过这些虚拟的串口（实际上是通过子站的IP）来收 集每个子站的数据，并利用优化算法来自动找出三个比较好的子 站的数据来完成对一次闪电的定位。同时中心站软件不断接收子 站的自检数据，中心站软件在处理这些数据后存入到Access数据 库中，同时为发布产品数据，利用比较流行的web平台，在web 平台上可以实现类似GIS系统某些功能的图象放大和漫游，并提 供了产品历史数据的查询功能。
Http://172.21.81.21
四、日常维护和注意事项
*NP5110模块为一商业化模块，其配置软件可以从网上下载， 由于子站和中心站通讯是通过VPN网连接的，如果出现网络结 构更改的话，请重新配置NP5110模块的IP地址，平时请注意不 要出现网内的计算机无意中抢了NP5110模块的IP地址而造成子 站和中心站通讯失败。 *如果出现系统死机，请把室内单元的精密电源净化系统的市 电入口处的空气开关扳下后在扳上，进行系统复位。 *定期检查NP5110模块的小的工作直流电源是否正常。 *NP5110模块从市场上买来后里面需要跳线，以给室内的串口 各类驱动模块供电。
RJ45接头， 接Hub 九座RS232 串口接头， 连接室外中 央处理系统
它的作用是将室外中央处理系统所采集的雷电数据以及精确的时 间信息从串口数据转化成TCP/IP数据包，这样中心站通过VPN网 络就可以及时获得子站的数据，其实质性原理就是将子站整个系 统当作中心站服务器上的一个虚拟的串口。它需要一个固定的IP 地址，不要随意更改。
6、GPS授时系统
采用高精度授时型GPS系统，这样在10M晶振的共同 作用下就可以精确记录雷击发生时的精确的时间。
GPS天线
7、室内串口隔离驱动模块
串口隔离驱 动模块
它的作用是将室外中央处理系统所采集到的数据通过串口 接收时进行有效的隔离和驱动，原理和I型站串口隔离器相 同。
8、NP5110模块
高精度电源 净化系统
串口隔离 驱动模块
Hub(VPN接入）
1、电源系统
电源板
将室内由净化电源所送来的市电转换成10M晶振、中央 处理系、信号处理放大板、GPS授时系统等各个模块所需 要的正、负直流电压，并且用发光二极管来指示当前子站 的工作状态。
2、天线
正交天线
感应雷击时所产生的脉冲电磁场的甚低频信号， 将之传送信号方法处理电路。