CN111896795B - 云闪电流波形测量方法及系统 - Google Patents

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CN111896795B CN202010687188.7A CN202010687188A CN111896795B CN 111896795 B CN111896795 B CN 111896795B CN 202010687188 A CN202010687188 A CN 202010687188A CN 111896795 B CN111896795 B CN 111896795B
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Abstract

本发明提供了一种云闪电流波形测量方法及系统，该方法包括：获取在预设观测点采集的目标位置的电磁场波形数据；其中，所述目标位置为云闪发生区域的任意一个位置；获取观测距离；其中，所述观测距离为预设观测点与目标位置之间的距离；根据所述观测距离以及所述电磁场波形数据确定云闪电流的延时叠加参数，并基于云闪电流的延时叠加参数对所述电磁场波形数据进行叠加反演，得到云闪电流波形。本发明提供的云闪电流波形测量方法及系统能够根据一站的电磁场数据确定具体的云闪电流波形，且保证云闪电流波形的测量精度不受云闪通道自身长度的限制。

Description

云闪电流波形测量方法及系统
技术领域
本发明属于波形测量技术领域，更具体地说，是涉及一种云闪电流波形测量方法及系统。
背景技术
由于云闪发生位置的特殊性，目前还无法像地闪一样对云闪通道电流进行直接测量。现有的云闪通道电流参数主要是通过地面电磁场与通道电流之间的简便对应关系来进行近似推算的。
现有技术中，基于电流传输线模式推导适用任意方向传输线电流的地面远场辐射场表达式，可以应用于云闪通道特征的参数估计，但该表达式较为复杂，且至少需要4站的同步电磁场数据，实用性较低。
现有技术中，基于偶极子近似建立的较短通道的袖珍云闪地面电场与通道电流导数之间的近似关系，可以应用于云闪通道电流峰值的近似估计，但无法确定具体的电流波形。
现有技术中，偶极近似条件下远场辐射场波形与电流时间变化率波形之间的简单线性关系，可以应用于短通道云闪通道电流参数的估计，但其精度与电流在云闪通道内的传输时间和云闪通道长度密切相关。
发明内容
本发明的目的在于提供一种云闪电流波形测量方法及系统，以根据一站的电磁场数据确定具体的云闪电流波形，且保证云闪电流波形的测量精度不受云闪通道自身长度的限制。
本发明实施例的第一方面，提供了一种云闪电流波形测量方法，包括：
获取在预设观测点采集的目标位置的电磁场波形数据；其中，所述目标位置为云闪发生区域的任意一个位置；
获取观测距离；其中，所述观测距离为预设观测点与目标位置之间的距离；
根据所述观测距离以及所述电磁场波形数据确定云闪电流的延时叠加参数；
基于云闪电流的延时叠加参数对所述电磁场波形数据进行叠加反演，得到云闪电流波形。
本发明实施例的第二方面，提供了一种云闪电流波形测量系统，包括
数据获取模块和波形测量模块；
所述数据获取模块，用于获取在预设观测点采集的目标位置的电磁场波形数据；其中，所述目标位置为云闪发生区域的任意一个位置；
所述数据获取模块，还用于获取观测距离；其中，所述观测距离为预设观测点与目标位置之间的距离；
所述波形测量模块，用于根据所述观测距离以及所述电磁场波形数据确定云闪电流的延时叠加参数，并基于云闪电流的延时叠加参数对所述电磁场波形数据进行叠加反演，得到云闪电流波形。
本发明实施例的第三方面，提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的云闪电流波形测量方法的步骤。
本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的云闪电流波形测量方法的步骤。
本发明实施例提供的云闪电流波形测量方法及系统的有益效果在于：
一方面，本发明实施例只需要获取一个位置，也就是一站的电磁场数据，相对于现有技术中需要至少获取四站的电磁场数据的方案，本发明提供的方案更加简单方便，实用性更好。
另一方面，本发明实施例将云闪电磁场的归一化波形视为了多个具有一定时延的云闪电流波形的叠加，通过确定云闪电流的延时叠加参数，基于云闪电流的延时叠加参数对所述电磁场波形数据进行叠加反演得到了云闪通道的具体电流波形。相对于现有技术的方案，本发明实施例提供的测量方案不仅可以得到具体的云闪电流波形，测量精度也不受云闪通道的长度限制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的云闪电流波形测量方法的流程示意图；
图2为本发明另一实施例提供的云闪电流波形测量方法的流程示意图；
图3为本发明再一实施例提供的云闪电流波形测量方法的流程示意图；
图4为本发明又一实施例提供的云闪电流波形测量方法的流程示意图；
图5为本发明又一实施例提供的云闪电流波形测量方法的流程示意图；
图6为本发明一实施例提供的云闪电流波形测量系统的结构框图；
图7为本发明一实施例提供的终端设备的示意框图；
图8为本发明一实施例提供的柱坐标系下垂直云闪通道地面电磁场的理论模型。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1，图1为本发明一实施例提供的云闪电流波形测量方法的流程示意图，该方法包括：
S101：获取在预设观测点采集的目标位置的电磁场波形数据，其中，所述目标位置为云闪发生区域的任意一个位置。
S102：获取观测距离，其中，所述观测距离为预设观测点与目标位置之间的距离。
在本实施例中，可选取云闪发生区域的任意一个位置作为目标位置，也即可选取云闪发生区域的任意一站作为云闪电磁场波形数据采集的目标站点。
在本实施例中，可将云闪的观测站点记为预设观测点，在预设观测点采集目标位置的电磁场波形数据。
S103：将预设观测点与目标位置之间的距离定义为观测距离，根据观测距离以及电磁场波形数据确定云闪电流的延时叠加参数。
S104：基于云闪电流的延时叠加参数对电磁场波形数据进行叠加反演，得到云闪电流波形。
在本实施例中，延时叠加参数包括叠加时延和叠加次数，可基于观测距离以及预设的电流传播速度确定云闪电流的叠加时延，基于云闪电流的叠加时延以及云闪电流的持续时长确定云闪电流的叠加次数。根据云闪电流的叠加时延以及叠加次数对电磁场波形数据中的电磁场波形进行叠加和反演，从而得到云闪电流波形。
由上可以得出，一方面，本发明实施例只需要获取一个位置，也就是一站的电磁场数据，相对于现有技术中需要至少获取四站的电磁场数据的方案，本发明提供的方案更加简单方便，实用性更好。
另一方面，本发明实施例将云闪电磁场的归一化波形视为了多个具有一定时延的云闪电流波形的叠加，通过确定云闪电流的延时叠加参数，基于云闪电流的延时叠加参数对电磁场波形数据进行叠加反演得到了云闪通道的具体电流波形。相对于现有技术的方案，本发明实施例提供的测量方案不仅可以得到具体的云闪电流波形，测量精度也不受云闪通道的长度限制。
请一并参考图1及图2，图2为本申请另一实施例提供的云闪电流波形测量方法的流程示意图。延时叠加参数包括叠加时延和叠加次数。根据观测距离以及电磁场波形数据确定云闪电流的叠加次数，可以详述为：
S201：基于观测距离以及预设的电流传播速度确定云闪电流的叠加时延。
S202：根据云闪电流的叠加时延以及云闪电流的持续时长确定云闪电流的叠加次数。
在本实施例中，电流传播速度为云闪电流在垂直云闪通道中的传播速度，其可以根据云闪电流在垂直云闪通道中的历史传播速度预先设定。
在本实施例中，云闪电流的持续时长为电磁场波形数据中所包含的电磁场波形的持续时长。
可选地，作为本发明实施例提供的云闪电流波形测量方法的一种具体实施方式，确定云闪电流的叠加时延的方法为：
td＝L/v
其中，td为云闪电流的叠加时延，L为观测距离，v为预设的电流传播速度。
可选地，作为本发明实施例提供的云闪电流波形测量方法的一种具体实施方式，确定云闪电流的叠加次数的方法为：
Figure BDA0002587994710000051
其中，N为云闪电流的叠加次数，TD为云闪电流的持续时长，r为观测点到垂直云闪通道的垂向距离，c为光速，td为云闪电流的叠加时延。
在本实施例中，只要N≥(TD-r/c)/td-1满足即可，N的取值并不限于本发明实施例所给定的值。
在本实施例中，若垂直云闪通道与大地的交点为O，观测点为P，那么观测点到垂直云闪通道的垂向距离也即线段OP的长度。
请一并参考图1及图3，作为本发明提供的云闪电流波形测量方法的一个具体实施方式，电磁场波形数据包括电场波形数据和磁场波形数据，在上述实施例的基础上，基于云闪电流的延时叠加参数对电磁场波形数据进行叠加反演，得到云闪电流波形，可以详述为：
S301：基于云闪电流的延时叠加参数对电场波形数据进行叠加反演，得到第一电流波形数据。基于云闪电流的延时叠加参数对磁场波形数据进行叠加反演，得到第二电流波形数据。
S302：根据第一电流波形数据和第二电流波形数据确定云闪电流波形。
在本实施例中，可基于延时叠加参数分别对电场波形数据和磁场波形数据进行叠加反演，得到第一电流波形数据和第二电流波形数据，再对第一电流波形数据和第二电流波形数据进行叠加，得到云闪电流波形。
请一并参考图3及图4，作为本发明提供的云闪电流波形测量方法的一个具体实施方式，在上述实施例的基础上，基于云闪电流的延时叠加参数对电场波形数据进行叠加反演，得到第一电流波形数据，可以详述为：
S401：基于预设电场计算模型以及云闪电流的延时叠加参数对电场波形数据进行叠加，得到叠加后的电场波形数据。
S402：对叠加后的电场波形数据进行反演，得到第一电流波形数据。
在本实施例中，可参考图8，图8为本实施例提供的柱坐标系下垂直云闪通道地面电磁场的理论模型，其中，L为云闪通道长度，z0为云闪通道的起始高度，z′表示云闪电流微元与云闪通道底部的距离，
Figure BDA0002587994710000061
为地面的预设观测点，R为观测距离，也即云闪电流微元与预设观测点之间的距离。考虑到理想大地条件下，地面电磁场仅存在垂直电场和角向磁场分量，用er、
Figure BDA0002587994710000062
ez分别表示电磁场在径向、角向、垂直方向的单位矢量
在本实施例中，可基于预先建立的柱坐标系下垂直云闪通道地面电磁场的理论模型确定柱坐标系下的垂直云闪通道的预设电场计算模型，具体方法如下：
(1)基于麦克斯韦方程组和洛仑兹条件，确定垂直云闪通道在地面产生的垂直电场的表达式，也即：
Figure BDA0002587994710000071
其中，
Figure BDA0002587994710000072
为垂直云闪通道在地面产生的垂直电场，i(z′,t-R/c)为垂直云闪通道内的电流波形，ε0为介电常数，t为时间，c为光速，h为从预设观测点P处观测得到的云闪电流波形前沿与垂直云闪通道底部的距离。
(2)对垂直云闪通道在地面产生的垂直电场的表达式进行化简，得到柱坐标系下的垂直云闪通道的预设电场计算模型。
首先，实际应用中，预设观测点距离目标位置很远，r>>L，可近似认为预设观测点P位于远场区，则有R≈r，基于此对垂直云闪通道在地面产生的垂直电场的表达式进行初次化简，得到：
Figure BDA0002587994710000073
其中，v为预设的电流传播速度。
其次，由于：
Figure BDA0002587994710000074
基于此对垂直云闪通道在地面产生的垂直电场的表达式进行再次化简，得到：
Figure BDA0002587994710000075
再次，对于垂直云闪通道而言，当电流传播至云闪通道末端之后，会由于电流在云闪通道末端的突然消失或反射致使对应的电磁场波形出现极性反转现象，此时h＝L，基于此，对垂直云闪通道在地面产生的垂直电场的表达式进行第三次化简，得到：
Figure BDA0002587994710000081
其中，第三次化简后的
Figure BDA0002587994710000082
的表达式即为预设电场计算模型。
在本实施例中，可基于预设电场计算模型以及云闪电流的延时叠加参数对电场波形数据进行叠加，得到叠加后的电场波形数据。其中，叠加后的电场波形初始数据
Figure BDA0002587994710000083
为：
Figure BDA0002587994710000084
其中，当r/c+(N+1)td≥TD时，也即N≥(TD-r/c)/td-1时，可以得到：
i(0,t-r/c-(N+1)td)＝0
基于此对叠加后的电场波形初始数据
Figure BDA0002587994710000085
进行化简，得到叠加后的电场波形数据：
Figure BDA0002587994710000086
其中，
Figure BDA0002587994710000087
为叠加后的电场波形数据，N为云闪电流的叠加次数，TD为云闪电流的持续时长，r为观测点到垂直云闪通道的垂向距离，c为光速，td为云闪电流的叠加时延。
在本实施例中，可对叠加后的电场波形数据进行反演，得到第一电流波形数据。第一电流波形数据可以表示为：
Figure BDA0002587994710000088
请一并参考图3及图5，作为本发明提供的云闪电流波形测量方法的一个具体实施方式，在上述实施例的基础上，基于云闪电流的延时叠加参数对磁场波形数据进行叠加反演，得到第二电流波形数据，可以详述为：
S501：基于预设磁场计算模型以及云闪电流的延时叠加参数对磁场波形数据进行叠加，得到叠加后的磁场波形数据。
S502：对叠加后的磁场波形数据进行反演，得到第二电流波形数据。
在本实施例中，可参考图8，图8为本实施例提供的柱坐标系下垂直云闪通道地面电磁场的理论模型，其中，L为云闪通道长度，z0为云闪通道的起始高度，z′表示云闪电流微元与云闪通道底部的距离，
Figure BDA0002587994710000091
为地面的预设观测点，R为观测距离，也即云闪电流微元与预设观测点之间的距离。考虑到理想大地条件下，地面电磁场仅存在垂直电场和角向磁场分量，用er、
Figure BDA0002587994710000092
ez分别表示电磁场在径向、角向、垂直方向的单位矢量
在本实施例中，可基于预先建立的柱坐标系下垂直云闪通道地面电磁场的理论模型确定柱坐标系下的垂直云闪通道的预设磁场计算模型，具体方法如下：
(1)基于麦克斯韦方程组和洛仑兹条件，确定垂直云闪通道在地面产生的角向磁场的表达式，也即：
Figure BDA0002587994710000093
其中，
Figure BDA0002587994710000094
为垂直云闪通道在地面产生的角向磁场，i(z′,t-R/c)为垂直云闪通道内的电流波形，ε0为介电常数，t为时间，c为光速，h为从预设观测点P处观测得到的云闪电流波形前沿与垂直云闪通道底部的距离。
(2)对垂直云闪通道在地面产生的角向磁场的表达式进行化简，得到柱坐标系下的垂直云闪通道的预设磁场计算模型。
首先，实际应用中，预设观测点距离目标位置很远，r>>L，可近似认为预设观测点P位于远场区，则有R≈r，基于此对垂直云闪通道在地面产生的角向磁场的表达式进行初次化简，得到：
Figure BDA0002587994710000095
其中，v为预设的电流传播速度。
其次，由于：
Figure BDA0002587994710000101
基于此对垂直云闪通道在地面产生的角向磁场的表达式进行再次化简，得到：
Figure BDA0002587994710000102
再次，对于垂直云闪通道而言，当电流传播至云闪通道末端之后，会由于电流在云闪通道末端的突然消失或反射致使对应的电磁场波形出现极性反转现象，此时h＝L，基于此，对垂直云闪通道在地面产生的角向磁场的表达式进行第三次化简，得到：
Figure BDA0002587994710000103
其中，第三次化简后的
Figure BDA0002587994710000104
的表达式即为预设磁场计算模型。
在本实施例中，可基于预设磁场计算模型以及云闪电流的延时叠加参数对磁场波形数据进行叠加，得到叠加后的磁场波形数据。其中，叠加后的磁场波形初始数据
Figure BDA0002587994710000105
为：
Figure BDA0002587994710000106
其中，当r/c+(N+1)td≥TD时，也即N≥(TD-r/c)/td-1时，可以得到：
i(0,t-r/c-(N+1)td)＝0
基于此对叠加后的电场波形初始数据
Figure BDA0002587994710000107
进行化简，得到叠加后的电场波形数据：
Figure BDA0002587994710000108
其中，
Figure BDA0002587994710000109
为叠加后的磁场波形数据，N为云闪电流的叠加次数，TD为云闪电流的持续时长，r为观测点到垂直云闪通道的垂向距离，c为光速，td为云闪电流的叠加时延。
在本实施例中，可对叠加后的磁场波形数据进行反演，得到第二电流波形数据。第二电流波形数据可以表示为：
Figure BDA0002587994710000111
可选地，作为本发明实施例提供的云闪电流波形测量方法的一种具体实施方式，可在不同的通道长度下对本发明实施例提供的云闪电流波形测量方法进行仿真验证。
仿真验证结果显示，本发明实施例提供的云闪电流波形测量方法测量得到的云山电流波形与理论波形的一致性较好(仅在波尾处可能存在一定的振荡)，其波形反演的精度明显优于基于较短通道条件下地面电场与通道电流导数之间近似关系的反演结果。尤其是随着云闪通道长度的增加，传统反演结果已远远偏离理论波形，而本发明实施例提供的云闪电流波形测量方法仍具有较好的一致性。从仿真验证结果可以看出，本发明实施例提供的云闪电流波形测量方法得到的云闪电流峰值和峰值时间与理论值的吻合程度较高，且基本不受云闪通道长度变化的影响，而传统的基于较短通道条件下地面电场与通道电流导数之间近似关系的反演结果受云闪通道长度变化的影响十分明显(云闪通道长度越长，该传统算法的误差越大)。
对应于上文实施例的云闪电流波形测量方法，图6为本发明一实施例提供的云闪电流波形测量系统的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。参考图6，该系统60包括：数据获取模块61、波形测量模块62。
其中，数据获取模块61，用于获取在预设观测点采集的目标位置的电磁场波形数据。其中，目标位置为云闪发生区域的任意一个位置。
数据获取模块61，还用于获取观测距离。其中，观测距离为预设观测点与目标位置之间的距离。
波形测量模块62，用于将预设观测点与目标位置之间的距离定义为观测距离，根据观测距离以及电磁场波形数据确定云闪电流的延时叠加参数，并基于云闪电流的延时叠加参数对电磁场波形数据进行叠加反演，得到云闪电流波形。
参考图6，在本发明的另一个实施例中，延时叠加参数包括叠加时延和叠加次数，波形测量模块62包括延时参数确定单元621，该延时参数确定单元621用于执行以下步骤：
基于观测距离以及预设的电流传播速度确定云闪电流的叠加时延。
根据云闪电流的叠加时延以及云闪电流的持续时长确定云闪电流的叠加次数。
其中，电流传播速度为云闪电流在垂直云闪通道中的传播速度，云闪电流的持续时长为电磁场波形数据中所包含的电磁场波形的持续时长。
可选地，作为本发明实施例提供的云闪电流波形测量系统的一种具体实施方式，确定云闪电流的叠加时延的方法为：
td＝L/v
其中，td为云闪电流的叠加时延，L为观测距离，v为预设的电流传播速度。
可选地，作为本发明实施例提供的云闪电流波形测量系统的一种具体实施方式，确定云闪电流的叠加次数的方法为：
Figure BDA0002587994710000121
其中，N为云闪电流的叠加次数，TD为云闪电流的持续时长，r为观测点到垂直云闪通道的垂向距离，c为光速，td为云闪电流的叠加时延。
参考图6，在本发明的再一个实施例中，波形测量模块62包括波形叠加反演单元622，该波形叠加反演单元622用于执行以下步骤：
基于云闪电流的延时叠加参数对电场波形数据进行叠加反演，得到第一电流波形数据。基于云闪电流的延时叠加参数对磁场波形数据进行叠加反演，得到第二电流波形数据。
根据第一电流波形数据和第二电流波形数据确定云闪电流波形。
可选地，作为本发明实施例提供的云闪电流波形测量系统的一种具体实施方式，电磁场波形数据包括电场波形数据和磁场波形数据，基于云闪电流的延时叠加参数对电场波形数据进行叠加反演，得到第一电流波形数据，包括：
基于预设电场计算模型以及云闪电流的延时叠加参数对电场波形数据进行叠加，得到叠加后的电场波形数据。
对叠加后的电场波形数据进行反演，得到第一电流波形数据。
可选地，作为本发明实施例提供的云闪电流波形测量系统的一种具体实施方式，基于云闪电流的延时叠加参数对磁场波形数据进行叠加反演，得到第二电流波形数据，包括：
基于预设磁场计算模型以及云闪电流的延时叠加参数对磁场波形数据进行叠加，得到叠加后的磁场波形数据。
对叠加后的磁场波形数据进行反演，得到第二电流波形数据。
参见图7，图7为本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。如图7所示的本实施例中的终端700可以包括：一个或多个处理器701、一个或多个输入设备702、一个或多个输出设备703及一个或多个存储器704。上述处理器701、输入设备702、则输出设备703及存储器704通过通信总线705完成相互间的通信。存储器704用于存储计算机程序，计算机程序包括程序指令。处理器701用于执行存储器704存储的程序指令。其中，处理器701被配置用于调用程序指令执行以下操作上述各云闪电流波形测量系统实施例中各模块/单元的功能，例如图6所示模块61至62的功能。
应当理解，在本发明实施例中，所称处理器701可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
输入设备702可以包括触控板、指纹采传感器(用于采集用户的指纹信息和指纹的方向信息)、麦克风等，输出设备703可以包括显示器(LCD等)、扬声器等。
该存储器704可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器701提供指令和数据。存储器704的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器704还可以存储设备类型的信息。
具体实现中，本发明实施例中所描述的处理器701、输入设备702、输出设备703可执行本发明实施例提供的云闪电流波形测量方法的第一实施例和第二实施例中所描述的实现方式，也可执行本发明实施例所描述的终端的实现方式，在此不再赘述。
在本发明的另一实施例中提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，程序指令被处理器执行时实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或系统、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
计算机可读存储介质可以是前述任一实施例的终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。计算机可读存储介质也可以是终端的外部存储设备，例如终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，计算机可读存储介质还可以既包括终端的内部存储单元也包括外部存储设备。计算机可读存储介质用于存储计算机程序及终端所需的其他程序和数据。计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的终端和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种云闪电流波形测量方法，其特征在于，包括：
获取在预设观测点采集的目标位置的电磁场波形数据；其中，所述目标位置为云闪发生区域的任意一个位置；
获取观测距离；其中，所述观测距离为预设观测点与目标位置之间的距离；
根据所述观测距离以及所述电磁场波形数据确定云闪电流的延时叠加参数；
基于云闪电流的延时叠加参数对所述电磁场波形数据进行叠加反演，得到云闪电流波形；
其中，所述电磁场波形数据包括电场波形数据和磁场波形数据；所述基于云闪电流的延时叠加参数对所述电磁场波形数据进行叠加反演，得到云闪电流波形，包括：
基于云闪电流的延时叠加参数对电场波形数据进行叠加反演，得到第一电流波形数据；基于云闪电流的延时叠加参数对磁场波形数据进行叠加反演，得到第二电流波形数据；
根据第一电流波形数据和第二电流波形数据确定云闪电流波形。
2.如权利要求1所述的云闪电流波形测量方法，其特征在于，所述延时叠加参数包括叠加时延和叠加次数；所述根据所述观测距离以及所述电磁场波形数据确定云闪电流的叠加次数，包括：
基于所述观测距离以及预设的电流传播速度确定云闪电流的叠加时延；
根据云闪电流的叠加时延以及云闪电流的持续时长确定云闪电流的叠加次数；
其中，所述电流传播速度为云闪电流在垂直云闪通道中的传播速度，所述云闪电流的持续时长为所述电磁场波形数据中所包含的电磁场波形的持续时长。
3.如权利要求2所述的云闪电流波形测量方法，其特征在于，确定云闪电流的叠加时延的方法为：
td＝L/v
其中，td为云闪电流的叠加时延，L为观测距离，v为预设的电流传播速度。
4.如权利要求2所述的云闪电流波形测量方法，其特征在于，确定云闪电流的叠加次数的方法为：
Figure FDA0003890919550000021
其中，N为云闪电流的叠加次数，TD为云闪电流的持续时长，r为观测点到垂直云闪通道的垂向距离，c为光速，td为云闪电流的叠加时延。
5.如权利要求1所述的云闪电流波形测量方法，其特征在于，所述基于云闪电流的延时叠加参数对电场波形数据进行叠加反演，得到第一电流波形数据，包括：
基于预设电场计算模型以及云闪电流的延时叠加参数对电场波形数据进行叠加，得到叠加后的电场波形数据；
对叠加后的电场波形数据进行反演，得到第一电流波形数据。
6.如权利要求1所述的云闪电流波形测量方法，其特征在于，所述基于云闪电流的延时叠加参数对磁场波形数据进行叠加反演，得到第二电流波形数据，包括：
基于预设磁场计算模型以及云闪电流的延时叠加参数对磁场波形数据进行叠加，得到叠加后的磁场波形数据；
对叠加后的磁场波形数据进行反演，得到第二电流波形数据。
7.一种云闪电流波形测量系统，其特征在于，包括数据获取模块和波形测量模块；
所述数据获取模块，用于获取在预设观测点采集的目标位置的电磁场波形数据；其中，所述目标位置为云闪发生区域的任意一个位置；
所述数据获取模块，还用于获取观测距离；其中，所述观测距离为预设观测点与目标位置之间的距离；
所述波形测量模块，用于根据所述观测距离以及所述电磁场波形数据确定云闪电流的延时叠加参数，并基于云闪电流的延时叠加参数对所述电磁场波形数据进行叠加反演，得到云闪电流波形；
其中，所述电磁场波形数据包括电场波形数据和磁场波形数据；所述基于云闪电流的延时叠加参数对所述电磁场波形数据进行叠加反演，得到云闪电流波形，包括：
基于云闪电流的延时叠加参数对电场波形数据进行叠加反演，得到第一电流波形数据；基于云闪电流的延时叠加参数对磁场波形数据进行叠加反演，得到第二电流波形数据；
根据第一电流波形数据和第二电流波形数据确定云闪电流波形。
8.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述方法的步骤。
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