消防应急森林防火三维闪电定位仪

工作原理

电磁信号定位技术：利用多个探测站接收同一闪电电磁脉冲的时间差，结合光速计算距离差，通过双曲线交会确定闪电位置，如时差法（TOA）；也可通过正交磁场线圈测量闪电的方位角和仰角，多站方向线交会确定位置，如方位测定法（MDF）；还可融合时差与方位测定，结合数字波形处理技术，如时差测向混合法（IMPACT），以提高定位精度和抗干扰能力。

电场变化监测技术：使用场磨式大气电场仪实时监测地面电场强度变化，当雷云形成时，电场显著增强，系统可提前捕捉到这一信号，从而发出预警。

光学信号定位技术：通过高速摄像机拍摄闪电发光轨迹，结合三角测量法计算三维坐标，适用于夜间观测或结合电磁定位提升复杂环境下的可靠性。

功能特点

高精度定位：三维闪电定位仪可精确确定雷电发生的位置，定位精度水平优于 500 米、高度优于 1 公里，部分系统平面定位精度可达 160 米、高度 300 米。

全闪电类型监测：能够区分云地闪、云闪等不同类型的闪电，为雷击火监测提供全面、精准的数据支持，其中云地闪监测优先级高于云闪，因为其直接击中干燥植被易引发火灾。

实时监测与预警：响应时间通常在 2 秒内，定位实效性优于 10 秒，支持 7×24 小时连续运行。当监测到雷电活动时，系统可自动发出预警信号，通过声光电报警、短信推送、电脑端软件提示等多种方式传递给用户。

多源数据融合：可将闪电定位数据、大气电场监测数据、气象雷达数据、卫星遥感数据等多源信息进行融合处理，提高预警的准确性和可靠性，辅助判断雷电活动趋势和可能影响区域，优化防火资源部署。

环境适应性强：具备抗暴雨（≤300mm/h）、抗风（≤35m/s 持续，50m/s 阵风）能力，采用防腐防潮设计，适应野外长期部署，可靠性高，平均无故障时间长。

系统组成：一般由闪电定位传感器、采集器、中心站数据处理机、数据库服务器、云闪的三维显示功能软件组成。闪电定位传感器能够准确采集云地闪波形峰点到达时间，时间精度达到较高水平。

应用案例：在黑龙江省大兴安岭呼中区，全波三维闪电定位仪作为雷击火探测网的重要组成部分，可实时记录闪电波形，区分先导、首次回击、放电过程变化等，识别闪电精细结构及放电类型特性，并可实时探测 150 公里范围内的闪电信息，有效提升了当地雷电预警的感知能力，助力实现 “雷击火不过夜” 的目标。