CN114518169A - 基于日盲波段信号的闪电探测基站、探测系统和探测方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及基于日盲波段信号的闪电探测基站、探测系统和探测方法。基于日盲波段信号的闪电探测基站包括多个闪电探测器，多个闪电探测器中的每个闪电探测器基于待探测区域而被设置在与待探测区域相对应的位置并且包括信号探测单元。信号探测单元包括日盲紫外滤光器、透日盲紫外光学系统和日盲紫外探测器件。基于日盲波段信号的闪电探测基站还包括工作站，通信地耦接所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器，以接收来自所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器的关联于所述闪电的信号。以此方式，能够实现对闪电探测区域全方位、大区域的覆盖，提升探测闪电的准确性。

Description

基于日盲波段信号的闪电探测基站、探测系统和探测方法

技术领域

本公开一般地涉及闪电探测的技术领域，特别地涉及基于日盲波段信号的闪电探测基站、探测系统和探测方法。

背景技术

闪电是由积雨云中不同部位聚集的不同极性电荷，在不同云之间、云与大地之间强烈放电而形成的。电流峰值能高达几千安培，这种强大的电流可以将其周围的空气瞬间加热到数万摄氏度。由于强电流通过，闪电通道中的各种分子及原子被瞬间分解电离成各种粒子，这些处于高温状态的粒子经过碰撞、分解与复合等变化后产生大量不同波长的光。

闪电回击通道的温度可达万开以上，使通道内氮分子和氧分子接近完全离解，分析连续谱时，不考虑各组分分子带状谱对连续谱的影响。闪电光谱基本上是由大气中的氮、氧等的原子光谱组成（NI，OI，NII，OII等），因此根据原子的发光光谱可知，闪电辐射光谱不仅包含整个可见光波段，还包括日盲紫外波段。

太阳是最典型、能力最强的自然光源，其光谱覆盖了从极远紫外到远红外的整个光谱区，它会直接或间接地产生大气背景辐射，对近地面工作的光电探测系统造成严重的背景干扰。这种干扰除了会增加系统信号处理的负担，还会使系统产生虚警。而日盲区的存在为近地表面工作于该波段的系统提供了天然的“保护伞”。日盲光谱区是指波长在200nm至280nm波段的紫外辐射，由于太阳辐射在这一波段的光波几乎完全被地球的臭氧层所吸收，即在这个波段大气层中的背景辐射几乎为零，所以称为“日盲”，该波段的探测不受太阳光背景所引起的噪声影响。地球上如果出现日盲紫外波段内的光，通常只有三种情况：其一是某种非自然的危险信号，例如枪支开火、炸药爆炸、火灾和高压输电线漏电产生的电晕等；其二就是人为制造的日盲紫外波段的光源；其三就是诸如强闪电之类的异常气象。因此在通常情况下，将探测器的探测方向选定为天空后，选用日盲紫外波段可以有效地对闪电进行探测。

但是，目前的设计中缺乏基于日盲波段信号的闪电探测基站、探测系统和探测方法。进而，也无法实现对所探测区域的全方位、大区域的覆盖，更无从基于日盲波段信号来探测区域内闪电的范围、方位角以及持续时间。

发明内容

本公开的目的是提供一种基于日盲波段信号的闪电探测基站、探测系统和探测方法，以至少部分地解决现有技术中存在的上述问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种基于日盲波段信号的闪电探测基站，该闪电探测基站包括多个闪电探测器和工作站。其中多个闪电探测器中的每个闪电探测器基于待探测区域而被设置在与所述待探测区域相对应的位置并且包括信号探测单元，所述信号探测单元包括：日盲紫外滤光器，被配置为至少部分地过滤非日盲波段光信号；透日盲紫外光学系统，串联耦接至所述日盲紫外滤光器，并且被配置为使得日盲波段光信号的平均透过率大于预定阈值；以及日盲紫外探测器件，串联耦接至所述透日盲紫外光学系统，并且被配置为能够探测透过所述透日盲紫外光学系统的光信号，以基于所述光信号来识别所述待探测区域内的闪电。工作站通信地耦接所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器，以接收来自所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器的关联于所述闪电的信号。

在根据本公开的实施例中，通过采用多个闪电探测器和工作站，可以使得对所探测区域的全方位、大区域的覆盖，并且可以基于多个闪电探测器所探测的结果来准确地确定闪电的方位角以及持续时间；基于多个闪电探测器所探测的结果可以使得区域内闪电探测的结果更准确，避免单个探测器的遗漏探测造成探测失准；基于多个闪电探测器的结果可以互相进行叠加和校准，以更准确地探测到区域内闪电的范围和持续时间。此外，信号探测单元结构设置简单，可以高效地排出干扰光信号，并且透过日盲波段信号，使得探测结果更加准确可靠。

在一些实施例中，所述多个闪电探测器的数目为4个，所述多个闪电探测器中的每个探测器组成四边形并且分别位于所述四边形的各个顶点处。在这样的实施例中，可以实现对全空域的覆盖，以有效地观测一定范围内的全部天空区域。同时，各个闪电探测器可以互为彼此进行结果校准。

在一些实施例中，所述多个闪电探测器的数目为6个，所述多个闪电探测器中的每个探测器组成六边形并且分别位于所述六边形的各个顶点处。在这样的实施例中，进一步加强各个闪电探测器探测结果校准机制，使得探测结果更加准确。此外，还可以在参数一致的基础上进一步扩大探测范围。

在一些实施例中，所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器还包括：第一信号处理单元，耦接至所述信号探测单元，并且被配置为从所述信号探测单元接收并且处理透过所述透日盲紫外光学系统的光信号；以及结果输出单元，耦合至所述信号处理单元并且被配置为能够生成并且输出经处理的光信号的结果。在这样的实施例中，闪电探测器本身就具有信号处理和结果输出功能，使得探测器可以独立处理信号，并进行结果分析和输出。

在一些实施例中，所述闪电探测基站还包括以下中的至少一项：第二信号处理单元，通信地连接到所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器，并且被配置为将所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器所探测到的关联于所述闪电的信号进行预处理；以及显示控制单元，耦接至所述第二信号处理单元，并且被配置为显示和/或控制经预处理的关联于所述闪电的信号进行显示和/或控制。在这样的实施例中，闪电探测基站还可以独立处理信号，并且可以进行探测结果的显示和控制，以独立探测和分析其探测区域内的闪电的参数。

在一些实施例中，所述透日盲紫外光学系统包括基于氢氧焰熔化高级水晶粉料而制成的石英玻璃。在这样的实施例中，能够使得闪电探测基站的日盲紫外光的透过率不低于预定阈值（例如60%及更高）。

在一些实施例中，所述日盲紫外滤光器包括干涉型滤光片和吸收型滤光片中的至少一种滤光片，并且优选地包括吸收型滤光片。在这样的实施例中，能够保证日盲紫外滤光器的过滤性能，并且吸收型滤光片能够使得滤光器在工作时杂光截止度深、与入射光角度无关，进一步提升过滤效果。

在一些实施例中，关联于所述闪电的信号包括方位角和持续时间中的至少一者。

根据本公开的第二方面，提供了一种基于日盲波段信号的闪电探测系统。该闪电探测系统包括：根据本公开第一方面的至少一个闪电探测基站；以及服务器，通信地耦接至至少一个所述闪电探测基站，并且基于来自至少一个所述闪电探测基站的信号来确定闪电发生的范围与持续时间中的至少一者。

在根据本公开的实施例中，基于闪电探测基站的探测系统可以准确地确定闪电发生的范围和持续时间。

在一些实施例中，至少一个闪电探测基站的数目与待探测区域的面积相关联。也就是说，当待探测区域较小时，可以设置与待探测区域相对应的较少的闪电探测基站。当待探测区域较大时，可以设置与待探测区域相对应的较多的闪电探测基站。

根据本公开的第三方面，提供了一种基于日盲波段信号的闪电探测方法，该方法利用根据本公开第二方面的闪电探测系统并且包括以下步骤：基于待探测区域设置多个闪电探测器中的每个闪电探测器的位置；将多个闪电探测器中的每个闪电探测器的位置耦接至工作站，以形成闪电探测基站；将至少一个所述闪电探测基站连接至服务器，以形成闪电探测系统；多个闪电探测器中的至少一个探测器接收到与闪电伴随产生的日盲紫外波段信号；将所述日盲紫外波段信号经光电转换和多路传输把信号送至第一信号处理单元和第二信号处理单元中的至少一者进行处理；将处理后的信号与阈值进行比较，判断是否发生闪电以及闪电发生的方位角和持续时间中的至少一者；以及将所述闪电探测基站中的每个闪电探测基站探测到的信号发送至服务器，以进一步确定闪电发生的范围与持续时间中的至少一者。

总体来说，本公开的各个实施例至少可以起到如下有益效果：

（1）能够使得对所探测区域的全方位、大区域的覆盖，并且可以基于多个闪电探测器所探测的结果来准确地确定闪电的方位角以及持续时间；

（2）基于多个闪电探测器所探测的结果可以使得区域内闪电探测的结果更准确，避免单个探测器的遗漏探测造成探测失准；

（3）基于多个闪电探测器的结果可以互相进行叠加和校准，以更准确地探测到区域内闪电的范围和持续时间；

（4）信号探测单元结构设置简单，可以高效地排出干扰光信号，并且透过日盲波段信号，使得探测结果更加准确可靠；

（5）闪电探测器结构紧凑简单，造价成本低，并能够充分保证干扰光的过滤，降低不期望的光信号对系统的干扰；

（6）基于氢氧焰熔化高级水晶粉料而制成的石英玻璃的使用能够保证日盲紫外信号的通过率，提升检测结果的准确性。

应当理解，发明内容部分中所描述的内容并非旨在限定本公开的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开的实施例的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例而非限制性的方式示出了本公开的若干实施例，其中：

图1示出根据本公开的闪电探测器结构的示意图；

图2示出根据本公开的一些实施例的闪电探测器结构传感器工作的示意图；

图3示出根据本公开的一些实施例的闪电探测基站的示意图；

图4示出根据本公开的一些实施例的闪电探测基站工作流程示意图；

图5是根据本公开的闪电探测系统的一些实施例的信号接收示意图；

图6是根据本公开的一些实施例的闪电探测系统联网示意图。

在各个附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的实施例。虽然附图中显示了本公开的某些实施例，然而应当理解的是，本公开可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本公开。应当理解的是，本公开的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本公开的保护范围。

在本公开的实施例的描述中，术语“包括”及其类似用语应当理解为开放性包含，即“包括但不限于”。术语“基于”应当理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”或“该实施例”应当理解为“至少一个实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。

如在上文中所描述的，通过采用多个闪电探测器和工作站，可以使得对所探测区域的全方位、大区域的覆盖，并且可以基于多个闪电探测器所探测的结果来准确地确定闪电的方位角以及持续时间；基于多个闪电探测器所探测的结果可以使得区域内闪电探测的结果更准确，避免单个探测器的遗漏探测造成探测失准；基于多个闪电探测器的结果可以互相进行叠加和校准，以更准确地探测到区域内闪电的范围和持续时间。此外，信号探测单元结构设置简单，可以高效地排出干扰光信号，并且透过日盲波段信号，使得探测结果更加准确可靠。而且，本公开的闪电探测器结构紧凑简单，造价成本低，并能够充分保证干扰光的过滤，降低不期望的光信号对系统的干扰。同时，基于氢氧焰熔化高级水晶粉料而制成的石英玻璃的使用能够保证日盲紫外信号的通过率，确保检测结果的准确。

图1示出了本公开的闪电探测器100结构的示意图。如图1所示，总体上，闪电探测器100可以包括信号探测单元101、第一信号处理单元103和结果输出单元105。闪电探测器100可以基于日盲波段信号进行探测。应当理解，在使用环境中存在其他信号处理单元或结果输出单元的情况下，闪电探测器100可以仅包括信号探测单元101。在这样的情形下，信号探测单元101可以独立完成日盲紫外信号探测，而对于信号的处理和结果的输出也可以由闪电探测器100以外的装置或部件进行。

在一些实施例中，无论是单独用作闪电探测器100或被组合使用用作闪电探测器100，信号探测单元101可以包括日盲紫外滤光器1011，日盲紫外滤光器1011可以被配置为至少部分地过滤非日盲波段光信号。在本公开的实施例中，日盲紫外滤光器1011是保证探测系统不被非日盲波段光信号干扰的关键元件。日盲紫外滤光器1011通常包括滤光片，滤光片一般可以包括干涉型滤光片和吸收型滤光片。干涉型滤光片是利用干涉原理只使特定光谱范围的光通过的光学薄膜。通常由多层薄膜构成。干涉滤光片种类繁多，用途不一，常见干涉滤光片分截止滤光片和带通滤光片两类。截止滤光片能把光谱范围分成两个区，一个区中的光不能通过（截止区），而另一区中的光能充分通过（通带区）。典型的截止滤光片有短通滤光片（只允许短波光通过）和长通滤光片（只允许长波光通过），它们均为多层介质膜，具有由高折射率层和低折射率层交替构成的周期性结构。

吸收滤光片通常含有某种有色金属氧化物的有色玻璃，它对某些波长范围的光具有强烈的吸收能力，透过光则呈单色性。吸收型滤光片具有杂光截止度深、与入射光角度无关的优点，可以优选地设置在日盲紫外滤光器1011中。

需要理解，日盲紫外滤光器1011还可以包括干涉型滤光片和吸收型滤光片的一者或者两者的集合，只要能够实现相应的过滤非日盲波段光即可，本公开对此不作限制。

在一些实施例中，信号探测单元101还可以包括透日盲紫外光学系统1013，透日盲紫外光学系统1013可以串联耦接至日盲紫外滤光器1011，并且可以被配置为使得日盲波段光信号的平均透过率大于预定阈值。日盲紫外探测系统是以探测目标的日盲紫外信号为基础，这必然要求其光学系统在日盲型紫外波段有较高的透过率。

由于普通玻璃对日盲紫外光有很强的吸收作用，无法满足系统要求。在一些实施例中，可以使用用氢氧焰熔化高级水晶粉料而成的光学石英玻璃，例如紫外光学石英玻璃。这种玻璃是二氧化硅单一成分的非晶态材料，其微观结构是一种二氧化硅四面体结构单元组成的单纯网络，由于Si-O化学键能很大，结构很紧密，因此石英玻璃具有独特的性能，尤其透明石英玻璃的光学性能非常优异，在多个波长范围都有优良的透射比，而紫外光学石英玻璃的日盲紫外波段的平均透过率超过60%，在253.7nm处更是超过90%。

需要说明，上述预定阈值和平均透过率的示例仅仅是示意性的，本领域技术人员可以根据实际需要对预定阈值和平均透过率进行设置，本公开对此不作限制。还需要说明，上述基于氢氧焰熔化高级水晶粉料而成的光学石英玻璃仅仅是示例性的，其他能够保证日盲紫外波段光信号通过率的器件也可以应用到本公开的实施例中。

在一些实施例中，信号探测单元101还可以包括日盲紫外探测器件1015，日盲紫外探测器件1015可以串联耦接至透日盲紫外光学系统1013，并且可以被配置为能够探测透过透日盲紫外光学系统1013的光信号，以基于光信号来识别待探测区域内的闪电。

在一些实施例中，如前所述，闪电探测器100还可以包括信号处理单元103。信号处理单元103可以将信号探测单元101检测到的信号经光电转换转换为电信号，也可以直接接收经信号探测单元101转换完成的电信号并对电信号进行预处理，生成可以与发生闪电的阈值进行比较的信号，判断是否发生闪电以及闪电的方位和持续时间等。

在一些实施例中，如前所述，闪电探测器100还可以包括结果输出单元105，结果输出单元105可以直接输出是否发生闪电以及闪电的方位和持续时间等的结果，也可以在后续存在其他信号处理单元时，仅仅输出常规信号信息，常规信号信息可以经由后续的流程进行处理。

需要说明，信号处理单元103和结果输出单元105并非必须的，本领域技术人员可以根据实际需要进行择一的使用，或者两者均使用，甚至两者都不采用，本公开对此不作限制。

在一些实施例中，闪电探测器100可以以如下方式执行探测操作。当闪电探测器100探测到光学信号10时，具体地由信号探测单元101探测到光学信号10时，信号探测单元101分别由日盲紫外滤光器1011过滤干扰光，然后经由透日盲紫外光学系统1013保证日盲波段光信号的透过率，继而利用日盲紫外探测器件1015探测闪电的参数，例如方位和持续时间等。随后，信号处理单元103对探测到的信号进行处理，例如处理成电信号，并且与阈值进行比较。最后，结果输出单元105输出最终探测结果，例如闪电具体的方位和持续时间的可视化形式或其他形式。

在一些实施例中，光学信号10可以是任意光学信号，例如太阳光、闪电光、自然光或其他任意光信号。应当理解，如前所述，闪电探测器100可以在环境存在闪电光的情况下执行闪电参数探测。

需要说明，上述步骤并非必须全部执行，在特定的环境下，本领域技术人员可以根据实际需要省略其中一个或多个步骤，本公开对此不作限制。例如，如前所述，可以在日盲紫外探测器件1015工作完成后，不执行信号处理和结果输出，而统一将探测到的信息发送至统一的处理单元（例如图4中所示的第二信号处理单元），统一处理后再显示或输出（例如经由图4中所示的显示控制单元）。

在一个示例实施例中，闪电探测器100可以实现为传感器的形式，这将在图2中更详细地示出。

图2是示出根据本公开的一些实施例的日盲紫外探测系统结构传感器工作的示意图。闪电探测器100可以采用如图所示的传感器的形式，并且采用与电阻串联连接。

如图2所示，当传感器形式的闪电探测器100探测到闪电中的日盲紫外光时，将相应信号例如传输给图1中的第一信号处理单元103或图3所示的工作站301，这将在下文更详细地介绍。

图3是示出根据本公开的一些实施例的闪电探测基站300的示意图。在图3中，在待探测区域为一定范围内的天空的情况下，闪电探测器100的数目为4个，并且组成一个方形（例如长方形或正方形）矩阵。应当理解，取决于待探测区域，本领域技术人员可以将闪电探测器100的数目设置为6个或者其他任意合适的数目。也就是说，当需要更大的待探测区域，可以设置6个或更多个闪电探测器100，这样可以在保证探测准确性的情况下，扩大探测范围。同时，这样的布置还可以进一步加强各个闪电探测器探测结果校准机制，使得探测结果更加准确。

在该实施例中，如图3所示，闪电探测基站300可以包括4个闪电探测器100，探测器1、探测器2、探测器3和探测器4组合起来构成全方位、大空域的覆盖。

具体来说，探测器1、探测器2、探测器3和探测器4中的每个探测器的所有日盲紫外波段探测器镜头都朝向天空，并且机身与地面呈同一夹角，四个探测器位于如图3中所示方形的四个顶点处，分别可以探测东、南、西、北四个方向的天空。探测器1、探测器2、探测器3和探测器4中的每个探测器可以例如以如下的参数设置，以达到需求的系统性能要求：工作波长为0.255~0.275μm；视场覆盖：为90°×90°；探测距离≥5km；探测概率≥0.98；虚警时间≥10h；帧频≥20。

这样的具体参数设置可以有效地观测一定范围内的全部天空区域。其中，待探测区域即为探测器1、探测器2、探测器3和探测器4围合形成的方形区域为基础的一定范围大小的探测器能够覆盖的最大天空区域。当天空中发生闪电时，探测器接收到与闪电伴随产生的日盲紫外波段信号。

应当理解，上述参数设置仅仅是示例性的，本领域技术人员还可以根据具体探测范围和需求进行其他设置，本公开对此不作限制。

在一些实施例中，闪电探测基站300还可以包括工作站301，工作站301可以通信地耦接多个闪电探测器100中的每个闪电探测器，以接收来自多个闪电探测器中的每个闪电探测器的关联于闪电的信号。在一些实施例中，关联于闪电的信号可以包括方位角和持续时间中的一者或多者。这样一来，可以实现对全空域的覆盖，以有效地观测一定范围内的全部天空区域。同时，各个闪电探测器可以互为彼此进行结果校准。

需要说明，在闪电探测器100的数目设置为6个的实施例中，可以进一步加强各个闪电探测器探测结果校准机制，使得探测结果更加准确。

图4是示出根据本公开的一些实施例的探测系统基站工作流程示意图。如图4所示，探测器1、探测器2、探测器3和探测器4中的每个探测器探测到日盲紫外信号时，可以将该信号经光电转换和多路传输把信号送至第二信号处理单元。第二信号处理单元可以先对信号做预处理，再传输到计算机与阈值进行比较，判断是否发生闪电。

需要说明，如前所述，当信号能够在探测器1、探测器2、探测器3和探测器4中的进行处理时，也可以省略第二信号处理单元，或者由第一信号处理单元和第二信号处理单元分别处理不同的处理过程，本公开对此不作限制。还需要说明，第一信号处理单元和第二信号处理单元处理信号的方式属于本领域的常规方式，本领域技术人员可以根据实际需要进行选用，本公开对此不做赘述。

图5是根据本公开的闪电探测系统500的一些实施例的信号接收示意图。

在一些实施例中，如图5所示，闪电探测系统500可以包括多个闪电探测基站300和总服务器。闪电探测基站300在图5可以示出为工作基站1、工作基站2…工作基站N）。总服务器可以通信地耦接至工作基站1、工作基站2…工作基站N，并且基于来自至少一个闪电探测基站300的信号来确定闪电发生的范围与持续时间中的至少一者。换言之，当工作基站将闪电发生的信号传送到汇总服务器后，通过判别信号来自何处的工作基站，来记录闪电发生的范围与持续时间。

图6是根据本公开的一些实施例的闪电探测系统500的联网示意图。具体来说，图6是图5所示的系统的一个具体示例。在图6所示的实施例中，可以将闪电探测基站按照预定区域的地理状况，以合适的间隔有规律地进行布置。如图6所示，在该实施例中，闪电探测基站的数目为6个，并且位于或大致位于正六边形的各个顶点处。这样的间隔可以保证整个系统能够探测预定区域的全部天空状况，又不会使探测区域重叠过多。这样一来，可以利用最少的基站实现最大范围的探测，显著节约基站建造成本。

需要说明，如果待探测区域继续扩大，闪电探测基站的数目也可以根据需要进行增加。例如，当探测区域为全国范围时，闪电探测基站的数目可以设置为数万个。

在图6所示的实施例中，当发生闪电时，探测到闪电日盲紫外波段信号的基站产生相应，如图6中的工作基站1和工作基站2将闪电发生的信号传送给总服务器，从而判定闪电发生的方位和持续时间。

需要说明，如果需要对某个区域进行重点监测，也可以调整闪电探测基站的角度，增加该区域的探测重合度，以使得在各个基站得到多个探测结果时，彼此之间进行校准，得到最准确的结果。

还需要说明，图6中的6个探测基站的数量是示意性的，本领域技术人员还可以根据待探测区域的情况和准确度的需求对数目和探测基站的布局进行设置，本公开对此不作限制。另外，取决于地形条件和探测区域的情况，也可以对闪电探测基站按照不规律的方式进行布置。例如，当期望探测全国范围内的闪电的方位和持续时间时，可以根据需要设置几千个甚至上万个探测基站，并且这些探测基站并非必须按照一定的规则（例如多边形）进行排布，也可以按照任意不规则的形状进行排布（例如不规则曲线），本公开对此不做限制。

根据一些实施例，还提供了一种闪电探测方法。该方法可以利用闪电探测系统500来实现。在一些实施例中，具体而言，方法可以包括以下步骤：

基于待探测区域设置多个闪电探测器中的每个闪电探测器的位置；

将多个闪电探测器中的每个闪电探测器的位置耦接至工作站，以形成闪电探测基站；

将至少一个闪电探测基站连接至服务器，以形成闪电探测系统；多个闪电探测器中的至少一个探测器接收到与闪电伴随产生的日盲紫外波段信号；

将日盲紫外波段信号经光电转换和多路传输把信号送至第一信号处理单元和第二信号处理单元中的至少一者进行处理；

将处理后的信号与阈值进行比较，判断是否发生闪电以及闪电发生的方位角和持续时间中的至少一者；

将闪电探测基站中的每个闪电探测基站探测到的信号发送至服务器，以进一步确定闪电发生的范围与持续时间中的至少一者。

通过该方法，可以准确地确定闪电的范围和持续时间，以实现对某区域内的闪电的监控，为天气的准确预测提供行之有效的手段。应当理解，上述步骤是建立在与闪电探测系统500的结构相匹配的基础上，当闪电探测系统500结构调整时，也可以省略上述步骤中的一个或多个，同时可以达到相同的探测目的。还应当理解，上述步骤的顺序也可以根据实际需要进行相应调整，本公开对此不作限制。

可以看出，本公开的闪电探测器能够充分保证干扰光的过滤，降低系统的干扰。同时，基于氢氧焰熔化高级水晶粉料而制成的石英玻璃的使用能够保证日盲紫外信号的通过率，确保检测结果的准确。本公开通过采用多个闪电探测器和工作站，可以使得对所探测区域的全方位、大区域的覆盖，并且可以基于多个闪电探测器所探测的结果来准确地确定闪电的方位角以及持续时间；基于多个闪电探测器所探测的结果可以使得区域内闪电探测的结果更准确，避免单个探测器的遗漏探测造成探测失准；基于多个闪电探测器的结果可以互相进行叠加和校准，以更准确地探测到区域内闪电的范围和持续时间。此外，信号探测单元结构设置简单，可以高效地排出干扰光信号，并且透过日盲波段信号，使得探测结果更加准确可靠。

本公开还提供了一种闪电探测系统和利用该系统进行闪电探测的方法。

虽然在上面论述中包含了若干具体实现细节，但是这些不应当被解释为对本公开的范围的限制。在单独的实施例的上下文中描述的某些特征还可以组合地实现在单个实现中。相反地，在单个实现的上下文中描述的各种特征也可以单独地或以任何合适的子组合的方式实现在多个实现中。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种基于日盲波段信号的闪电探测基站（300），其特征在于，包括：

多个闪电探测器（100），所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器基于待探测区域而被设置在与所述待探测区域相对应的位置并且包括信号探测单元（101），所述信号探测单元（101）包括：

日盲紫外滤光器（1011），被配置为至少部分地过滤非日盲波段光信号；

透日盲紫外光学系统（1013），串联耦接至所述日盲紫外滤光器（1011），并且被配置为使得日盲波段光信号的平均透过率大于预定阈值；以及

日盲紫外探测器件（1015），串联耦接至所述透日盲紫外光学系统（1013），并且被配置为能够探测透过所述透日盲紫外光学系统（1013）的光信号，以基于所述光信号来识别所述待探测区域内的闪电；

工作站（301），通信地耦接所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器，以接收来自所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器的关联于所述闪电的信号。

2.根据权利要求1所述的闪电探测基站（300），其特征在于，所述多个闪电探测器的数目为4个或6个，所述多个闪电探测器中的每个探测器组成多边形并且分别位于所述多边形的各个顶点处。

3. 根据权利要求1所述的闪电探测基站（300），其特征在于，所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器还包括：

第一信号处理单元（103），耦接至所述信号探测单元（101），并且被配置为从所述信号探测单元（101）接收并且处理透过所述透日盲紫外光学系统（1013）的光信号；以及

结果输出单元（105），耦合至所述信号处理单元（103）并且被配置为能够生成并且输出经处理的光信号的结果。

4. 根据权利要求1所述的闪电探测基站（300），其特征在于，所述闪电探测基站（300）还包括以下中的至少一项：

第二信号处理单元，通信地连接到所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器，并且被配置为将所述多个闪电探测器中的每个闪电探测器所探测到的关联于所述闪电的信号进行预处理；以及

显示控制单元，耦接至所述第二信号处理单元，并且被配置为显示和/或控制经预处理的关联于所述闪电的信号进行显示和/或控制。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的闪电探测基站（300），其特征在于，所述透日盲紫外光学系统（1013）包括基于氢氧焰熔化高级水晶粉料而制成的石英玻璃。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的闪电探测基站（300），其特征在于，所述日盲紫外滤光器（1011）包括干涉型滤光片和吸收型滤光片中的至少一种滤光片。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的闪电探测基站（300），其特征在于，关联于所述闪电的信号包括方位角和持续时间中的至少一者。

8. 一种基于日盲波段信号的闪电探测系统（500），其特征在于，包括：

根据权利要求1至7中任一项所述的至少一个闪电探测基站（300）；以及

服务器，通信地耦接至至少一个所述闪电探测基站（300），并且基于来自至少一个所述闪电探测基站（300）的信号来确定闪电发生的范围与持续时间中的至少一者。

9.根据权利要求8所述的闪电探测系统（500），其特征在于，至少一个所述闪电探测基站（300）的数目与待探测区域的面积相关联。

10.一种基于日盲波段信号的闪电探测方法，所述方法利用根据权利要求8或9所述的闪电探测系统并且包括以下步骤：

基于待探测区域设置多个闪电探测器中的每个闪电探测器的位置；

将多个闪电探测器中的每个闪电探测器的位置耦接至工作站，以形成闪电探测基站；

将至少一个所述闪电探测基站连接至服务器，以形成闪电探测系统；

多个闪电探测器中的至少一个探测器接收到与闪电伴随产生的日盲紫外波段信号；

将所述日盲紫外波段信号经光电转换和多路传输把信号送至第一信号处理单元和第二信号处理单元中的至少一者进行处理；

将处理后的信号与阈值进行比较，判断是否发生闪电以及闪电发生的方位角和持续时间中的至少一者；以及

将所述闪电探测基站中的每个闪电探测基站探测到的信号发送至服务器，以进一步确定闪电发生的范围与持续时间中的至少一者。

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