JP3561494B2 - 雷標定装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、雷放電により発生する電磁波を受信し、その到来方位および到達時間差により雷放電位置を探知する雷標定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の雷標定装置の左半分を示すブロック構成図、図８は従来の雷標定装置の右半分を示すブロック構成図で、両図の伝送路１１−１〜１１―Ｍが接続されて両図は結合されている。図７と図８に示されているように、Ｍ箇所に設置されたアンテナ１−１〜１−Ｍ，アンテナ２−１〜２−Ｍ，アンテナ３−１〜３−Ｍ，ＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍ，ＬＦ帯受信機５−１〜５−Ｍ，ＶＨＦ〜ＵＨＦ受信機（ｎチャンネル）６−１〜６−Ｍ，干渉計処理部８−１〜８−Ｍ，データ処理・伝送部９−１〜９−Ｍから受信局１０−１〜１０−Ｍが構成されている。データ処理・伝送路９−１〜９−Ｍからの雷情報信号を伝送路１１−１〜１１−Ｍを通して収集し、解析装置１２で雷放電位置を算出する。なお、解析装置１２は、収集処理部１３，時刻照合部１４，交会法標定部１５，出力部１９から構成されている。
【０００３】
図７と図８の構成において、雷放電が発生すると、放電による電磁波がアンテナ３−１〜３−Ｍ，ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機６−１〜６−Ｍにより受信される。アンテナ３−１〜３−Ｍ，受信機６−１〜６−Ｍは干渉計の構成となっており、干渉計処理部８−１〜８−Ｍによって受信位相から雷放電による電磁波の到来方位を算出する。データ処理・伝送部９−１〜９−Ｍは、アンテナ１−１〜１−Ｍ，ＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍにより計測された時刻情報を受信し、干渉計処理部８−１〜８−Ｍから入力された雷放電方位信号に時刻情報を付加して解析装置１２に伝送する。解析装置１２では、受信局１０−１〜１０−Ｍから受信した雷情報信号より時刻信号を基に同一雷放電からの電磁波であることを照合し、Ｍ地点からの電磁波到来方位の交点より雷放電の発生位置を標定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の雷標定装置では、Ｎ素子の電波干渉計用アンテナの位相差のみにより雷放電からの電磁波の到来方位を算出しているが、この場合にはアンテナへの受信波が微弱である場合や複数の受信波が到来した場合には、到来方位の測定精度が著しく低下するという欠点があった。
【０００５】
また、従来の雷標定装置では、雷情報信号に付加された時刻情報の照合によって、同一の雷放電からの電磁波と判定しているため、複数の電磁波を受信した場合に異なる雷放電からの電磁波を同一雷放電から到来したものと誤る可能性があるという欠点があった。
【０００６】
また、従来の雷標定装置では、標定位置の算出について、電磁波到来方位の交点より雷放電位置の標定を行なう交会法のみで算出していたため、標定精度が干渉計の方位精度に依存するため受信局から遠い地点の標定精度が低下するという欠点があった。
【０００７】
さらに、従来の雷標定装置では、電磁波を受信した複数受信局からの方位の角度差が近い場合には交点を求める角度が近いことから標定精度が低下するという欠点があった。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、雷放電による電磁波の識別の誤りが少なく、雷放電位置の標定についての高い標定精度の実現を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる雷標定装置は、ＧＰＳ用アンテナから時刻信号を得るＧＰＳ受信機と、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯干渉計アンテナから雷放電による電磁波を得るＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機と、上記ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機からの電磁波の位相信号を基に電磁波到来方位を演算するＭＵＳＩＣ（ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ）処理部と、このＭＵＳＩＣ処理部からの雷放電の電磁波到来方位情報に上記ＧＰＳ受信機による時刻情報を付加した雷情報信号を得るデータ処理・伝送部とをそれぞれ有するＭ地点（Ｍは２以上の整数）の受信局、及び上記Ｍ地点の受信局のデータ処理・伝送部の各雷情報信号に基づく、到来方位の交点と、雷放電から受信局への到達時間差により、雷放電位置を標定する解析装置を備えたものである。
【００１０】
また、この発明に係わる雷標定装置は、ＧＰＳ用アンテナから時刻信号を得るＧＰＳ受信機と、ＬＦ（ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ）帯アンテナから雷放電によるＬＦ帯の電磁波を得るＬＦ帯用受信機と、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯干渉計アンテナから雷放電による電磁波を得るＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機と、上記ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機からの電磁波の位相信号を基に電磁波到来方位を演算するＭＵＳＩＣ（ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ）処理部と、このＭＵＳＩＣ処理部からの雷放電の電磁波到来方位情報と上記ＬＦ帯用受信機からのＬＦ帯の雷放電の電磁波情報に上記ＧＰＳ受信機による時刻情報を付加した雷情報信号を得るデータ処理・伝送部とをそれぞれ有するＭ地点（Ｍは２以上の整数）の受信局、及び上記Ｍ地点の受信局のデータ処理・伝送部の各雷情報信号に基づく、到来方位の交点と、雷放電から受信局への到達時間差により、雷放電位置を標定する解析装置を備えたものである。
【００１１】
また、前記解析装置は、上記Ｍ地点の受信局からの雷情報信号について、付加された時刻情報によって同一雷放電からの雷情報信号か否かの照合を行なう雷情報照合部と、この雷情報照合部で同一雷放電からの雷情報信号とされた組における各雷情報信号の方位の交点から雷放電位置を求める交会法標定部と、上記雷情報照合部で同一雷放電からの雷情報信号とされた組における各雷情報信号の時刻情報による同一雷放電から受信局への到達時間差から雷放電位置を求める到達時間差標定部を備え、上記交会法標定部と上記到達時間差標定部とにより、雷放電位置を標定するものである。
【００１２】
また、前記解析装置は、さらに、雷情報信号から空間の放電である空電と、雲と地上間の放電である対地放電とを判定する空電・対地雷判定部を備え、上記交会法標定部と上記到達時間差標定部と上記空電・対地雷判定部とにより、雷放電位置を標定するものである。
【００１３】
さらに、前記雷情報照合部は、雷情報信号に付加された時刻情報と波形情報によって同一雷放電からの雷情報信号か否かの照合を行うものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１を図を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による雷標定装置の左半分を示すブロック構成図、図２はこの発明の実施の形態１による雷標定装置の右半分を示すブロック構成図で、両図の伝送路１１−１〜１１―Ｍが接続されて両図は結合されている。図において、１−１，１−２，・・・，１−Ｍは衛星からの電波を受信するＧＰＳ用アンテナ（ ＧＰＳ：ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ）、２−１，２−２，・・・，２−Ｍは雷放電により放射されたＬＦ帯の電磁波を受信するＬＦ帯アンテナ（ ＬＰ：ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ）、３−１，３−２，・・・，３−Ｍは雷放電により放射されたＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の電磁波を受信するＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の干渉計アンテナ、４−１，４−２，・・・，４−Ｍは衛星からの電波を受信し時刻信号を取り出すＧＰＳ受信機、５−１，５−２，・・・，５−ＭはＬＦ帯受信機、６−１，６−２，・・・，６−ＭはＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機、７−１，７−２，・・・，７−ＭはＭＵＳＩＣ処理部（ ＭＵＳＩＣ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ）、９−１，９−２，・・・，９−Ｍはデータ処理・伝送部で、これらから受信局１０−１，１０−２，・・・，１０−Ｍが構成されている。１１−１，１１−２，・・・，１１−Ｍは伝送路である。解析装置１２は、収集処理部１３、雷情報照合部２０、交会法標定部１５、到達時間差標定部１６、空電・対地雷判定部１７、総合判定部１８、出力部１９から構成される。なお、Ｍは２以上の整数である。
【００１５】
アンテナ１−１〜１−Ｍは衛星から時刻信号を受信し、ＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍはその時刻信号をデータ処理・伝送部９−１〜９−Ｍへ出力する。
【００１６】
雷放電による電磁波が到来すると、Ｍ地点に設置されている受信局１０−１〜１０−Ｍのアンテナ２−１〜２−Ｍ，ＬＦ帯受信機５−１〜５−ＭによりＬＦ帯の電磁波が受信され、データ処理・伝送部９−１〜９−Ｍへ雷放電による電磁波を検波した波形を出力する。
【００１７】
上記ＬＦ帯とは別に受信局１０−１〜１０−Ｍのアンテナ３−１〜３−Ｍ，ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機６−１〜６−Ｍにより、雷放電（雷雲の雲間放電および対地放電）により放射されたＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の電磁波が受信され、ＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍへ受信信号が出力される。ＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍでは、Ｎ素子（ Ｎは３以上の整数 ）のアンテナ３−１〜３−Ｍにて受信した電磁波の位相信号を基に、高分解能測角アルゴリズムであるＭＵＳＩＣ法による到来電波の方位測定処理を行ない、電磁波の到来方位の情報と波形信号をデータ処理・伝送部９−１〜９−Ｍへ出力する。なお、ＭＵＳＩＣ法を使用することにより複数の雲間放電により多くの電磁波が発生している場合の分離が可能であり、雑音や無線局等の雷標定への影響を低減することができる。なお、ＭＵＳＩＣ法の詳しい解説は、ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＡＮＴＥＮＮＡＳ ＡＮＤ ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ， ＶＯＬ． ＡＰ−３４， ＮＯ．３， ＭＡＲＣＨ １９８６ Ｐ２７６〜Ｐ２８０ 「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ」ＰＡＬＰＨ Ｏ． ＳＣＨＭＩＤＴに記載されている。
【００１８】
データ処理・伝送部９−１〜９−Ｍでは、ＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍから時刻信号を受信し、ＬＦ帯受信機５−１〜５−ＭによりＬＦ帯の電磁波の検波波形を受信し、ＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍからは電磁波の到来方位の情報と波形信号を受信する。この信号を受信したデータ処理・伝送部９−１〜９−Ｍでは、ＬＦ帯受信機５−１〜５−ＭとＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍからのそれぞれの入力信号にＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍから受信した時刻信号を元に入力時刻の情報を付加する。時刻情報を付加された雷情報信号は伝送路１１−１〜１１−Ｍを介して解析装置１２に出力する。
【００１９】
Ｍ地点の受信局１０−１〜１０−Ｍから雷情報信号を受信した解析装置１２の内部では、ＬＦ帯の受信情報とＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の受信情報を収集処理部１３で受信し、雷情報照合部２０に出力する。
【００２０】
雷情報照合部２０では、Ｍ地点の受信局１０−１〜１０−Ｍから受信したそれぞれの雷情報信号について、まず、付加された時刻情報によって同一の雷放電からの電磁波である可能性を伝搬時間を考慮し判定する。次に、時刻情報によって振り分けられた各受信局からの雷情報信号に含まれる電磁波の波形情報から、相関の高い物について同一の雷放電からの電磁波であると判定する。同一の雷放電からの雷情報信号と判定された情報はそれぞれを一組にして、交会法標定部１５，到達時間差標定部１６，空電・対地雷判定部１７のそれぞれに出力される。
【００２１】
交会法標定部１５では、雷情報照合部２０から受信した同一の雷放電からの電磁波と判定された雷情報信号のそれぞれの組みに対して、交会法を用いて放電位置を標定する。
【００２２】
図３は交会法による放電位置の標定の一例を示した図である。受信局Ｍが３局の場合には、その３局で受信した電磁波の到来方位から標定点を求める際に、各受信局の算出した到来方位と標定点の方位との角度差θ１〜θ３の和が最小となる位置を求めて標定点とする。
【００２３】
到達時間差標定部１６では、雷情報照合部２０から受信した同一の雷放電からの電磁波と判定された雷情報信号のそれぞれの組みに対して、到達時間差を基に放電位置を標定する。図４は到達時間差による標定の一例を示した図である。図４の場合には、受信局Ｍが３局の場合を示しているが、雷情報信号に付加された電磁波の受信時刻により、２局間の到達時間差が求められるが、その２局間の到達時間差を表す双曲線が算出される。受信局１の受信時刻ｔ１と受信局３の受信時刻ｔ３の受信時刻の到達時間差（ｔ１−ｔ３）より求められる双曲線と、受信局２の受信時刻ｔ２と受信局３の受信時刻ｔ３の受信時刻の到達時間差（ｔ２−ｔ３）より求められる双曲線との２つの双曲線の交点が条件を満足する点として算出できる。受信局１の受信時刻ｔ１と受信局２の受信時刻ｔ２の受信時刻の到達時間差（ｔ１−ｔ２）より求められる双曲線も算出できるため、この３本の双曲線により求められる１〜３箇所の交点の中心としても標定点が求められる。
【００２４】
空電・対地雷判定部１７では、ＬＦ帯受信機により受信された電磁波の検波波形と電磁波の伝搬損失から、対地雷放電の帰還電撃の電流値を算出し、一定値以上のしきい値を超える場合には受信された電磁波が対地雷放電による電磁波であるものと判定する。
【００２５】
総合判定部１８では、交会法標定部１５の標定結果と到達時間差標定部１６の標定結果と空電・対地雷判定部１７の空電・対地雷の判定結果を受信し、最終的な標定位置を決定する。まず交会法により算出された標定点と到達時間差による標定点を比較し、一定距離以上標定点がずれている標定点については誤った情報として雷情報信号を出力しない。これらにより、同時に発生した雷放電を分離し検出することが可能であり、雷放電の多重反射の影響による誤標定を防ぐことができる。また、到達時間差による標定では電磁波の受信局数が３局以上存在しない場合には標定できないが、到達時間差による双曲線と交会法標定部による標定点を合わせることで、雷放電による電磁波の受信局数が２局以上存在すれば最終的に雷放電の電磁波到来位置を算出することができる。
【００２６】
さらに総合判定部１８では、雷放電位置の標定結果について空電・対地雷の判定結果の情報を付加して出力する機能を有する。また、雷放電位置の標定結果以外に受信局１０−１〜１０−Ｍから受信した雷情報信号に含まれる電磁波の波形情報と、その波形情報から算出した雷放電の電流値も出力する機能を有する。
【００２７】
出力部１９では、総合判定部１８から受信した雷放電位置の標定結果、電磁波の波形情報、放電電流値の情報を外部に出力する。外部への出力方法は、表示装置への表示、記録媒体への蓄積、伝送路を介しての外部機器への情報出力である。
【００２８】
実施の形態２．
なお、上記発明の実施形態１では、ＬＦ帯とＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の２種類の電磁波を受信することにより雷放電位置の標定を行なう方法を示したが、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯のみの電磁波により雷放電位置の標定を行なっても良い。図５は実施の形態２の雷標定装置の左半分を示すブロック構成図、図６は実施の形態２の雷標定装置の右半分を示すブロック構成図で、両図の伝送路１１−１〜１１―Ｍが接続されて両図は結合されている。実施の形態１，その図１，図２と同一又は相当部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
実施の形態１と同様に、ＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍはその時刻信号をデータ処理・伝送部９−１〜９−Ｍへ出力する。ＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍでは、Ｎ素子（ Ｎは３以上の整数 ）のアンテナ３−１〜３−Ｍにて受信した電磁波の位相信号を基に、高分解能測角アルゴリズムであるＭＵＳＩＣ法による到来電波の方位測定処理を行ない、電磁波の到来方位の情報と波形信号をデータ処理・伝送部９−１〜９−Ｍへ出力する。
【００３０】
データ処理・伝送部９−１〜９−Ｍでは、ＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍから時刻信号を受信し、ＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍからは電磁波の到来方位の情報と波形信号を受信する。この信号を受信したデータ処理・伝送部９−１〜９−Ｍでは、ＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍからのそれぞれの入力信号にＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍから受信した時刻信号を基に入力時刻の情報を付加する。時刻情報を付加された雷情報信号は伝送路１１−１〜１１−Ｍを介して解析装置１２に出力する。
【００３１】
Ｍ地点の受信局１０−１〜１０−Ｍから雷情報信号を受信した解析装置１２の内部では、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の受信情報を収集処理部１３で受信し、雷情報照合部２０に出力する。雷情報照合部２０では、Ｍ地点の受信局１０−１〜１０−Ｍから受信したそれぞれの雷情報信号について、まず、付加された時刻情報によって同一の雷放電からの電磁波である可能性を伝搬時間を考慮し判定する。次に、時刻情報によって振り分けられた各受信局からの雷情報信号に含まれる電磁波の波形情報から、相関の高い物について同一の雷放電からの電磁波であると判定する。同一の雷放電からの雷情報信号と判定された情報はそれぞれを一組にして、交会法標定部１５，到達時間差標定部１６，空電・対地雷判定部１７のそれぞれに出力される。
【００３２】
交会法標定部１５では、雷情報照合部２０から受信した同一の雷放電からの電磁波と判定されたＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の受信情報に基因する雷情報信号のそれぞれの組みに対して、交会法を用いて放電位置を標定する。到達時間差標定部１６では、雷情報照合部２０から受信した同一の雷放電からの電磁波と判定されたＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の受信情報に基因する雷情報信号のそれぞれの組みに対して、到達時間差を基に放電位置を標定する。空電・対地雷判定部１７では、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の受信情報により受信された電磁波の検波波形と電磁波の伝搬損失から、対地雷放電の帰還電撃の電流値を算出し、一定値以上のしきい値を超える場合には受信された電磁波が対地雷放電による電磁波であるものと判定する。そして、交会法標定部１５，到達時間差標定部１６と空電・対地雷判定部１７の出力を総合して雷放電位置を標定する。
【００３３】
実施の形態３．
なお、実施の形態１では、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の電磁波とＬＰ帯の電磁波とを受信することにより雷放電位置の標定を行なうものを示したが、ＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯のいずれか一方の帯域の電磁波とＬＰ帯の電磁波とを受信することにより雷放電位置の標定を行なっても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の雷標定装置によれば、ＧＰＳ用アンテナから時刻信号を得るＧＰＳ受信機と、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯干渉計アンテナから雷放電による電磁波を得るＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機と、上記ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機からの電磁波の位相信号を基に電磁波到来方位を演算するＭＵＳＩＣ処理部と、このＭＵＳＩＣ処理部からの雷放電の電磁波到来方位情報に上記ＧＰＳ受信機による時刻情報を付加した雷情報信号を得るデータ処理・伝送部とをそれぞれ有するＭ地点（Ｍは２以上の整数）の受信局、及び上記Ｍ地点の受信局のデータ処理・伝送部の各雷情報信号に基づく、到来方位の交点と、雷放電から受信局への到達時間差により、雷放電位置を標定する解析装置を備えたので、２種類の標定により雷放電位置を標定できるから、高い標定精度が得られる。
【００３５】
また、この発明の雷標定装置によれば、ＧＰＳ用アンテナから時刻信号を得るＧＰＳ受信機と、ＬＦ帯アンテナから雷放電によるＬＦ帯の電磁波を得るＬＦ帯用受信機と、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯干渉計アンテナから雷放電による電磁波を得るＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機と、上記ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機からの電磁波の位相信号を基に電磁波到来方位を演算するＭＵＳＩＣ処理部と、このＭＵＳＩＣ処理部からの雷放電の電磁波到来方位情報と上記ＬＦ帯用受信機からのＬＦ帯の雷放電の電磁波情報に上記ＧＰＳ受信機による時刻情報を付加した雷情報信号を得るデータ処理・伝送部とをそれぞれ有するＭ地点（Ｍは２以上の整数）の受信局、及び上記Ｍ地点の受信局のデータ処理・伝送部の各雷情報信号に基づく、到来方位の交点と、雷放電から受信局への到達時間差により、雷放電位置を標定する解析装置を備えたものであるので、２種類の標定により雷放電位置を標定できるから、高い標定精度が得られる。
【００３６】
また、前記解析装置は、上記Ｍ地点の受信局からの雷情報信号について、付加された時刻情報によって同一雷放電からの雷情報信号か否かの照合を行なう雷情報照合部と、この雷情報照合部で同一雷放電からの雷情報信号とされた組における各雷情報信号の方位の交点から雷放電位置を求める交会法標定部と、上記雷情報照合部で同一雷放電からの雷情報信号とされた組における各雷情報信号の時刻情報による同一雷放電から受信局への到達時間差から雷放電位置を求める到達時間差標定部を備え、上記交会法標定部と上記到達時間差標定部とにより、雷放電位置を標定するので、高い標定精度が得られる。
【００３７】
また、前記解析装置は、さらに、雷情報信号から空間の放電である空電と、雲と地上間の放電である対地放電とを判定する空電・対地雷判定部を備え、上記交会法標定部と上記到達時間差標定部と上記空電・対地雷判定部とにより、対地雷放電位置を標定するので、高い標定精度が得られる。
【００３８】
さらにまた、前記雷情報照合部は、雷情報信号に付加された時刻情報と波形情報によって同一雷放電からの雷情報信号か否かの照合を行うので、雷放電による電磁波の識別の誤りが少なく、雷放電位置の標定についての高い標定精度の実現が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による雷標定装置の左半分を示すブロック構成図である。
【図２】図１と接続されるこの発明の実施の形態１による雷標定装置の右半分を示すブロック構成図である。
【図３】交会法による放電位置の標定の一例を示す図である。
【図４】到達時間差による標定の一例を示す図である。
【図５】実施の形態２の雷標定装置の左半分を示すブロック構成図である。
【図６】図５と接続される実施の形態２の雷標定装置の右半分を示すブロック構成図である。
【図７】従来の雷標定装置の左半分を示すブロック構成図である。
【図８】図７と接続される従来の雷標定装置の右半分を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１−１〜１−Ｍ ＧＰＳ用アンテナ ２−１〜２−Ｍ ＬＦ帯アンテナ
３−１〜３−Ｍ ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の干渉計アンテナ
４−１〜４−Ｍ ＧＰＳ受信機 ５−１〜５−Ｍ ＬＦ帯受信機
６−１〜６−Ｍ ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機
７−１〜７−Ｍ ＭＵＳＩＣ処理部 ８−１〜８−Ｍ 干渉計処理部
９−１〜９−Ｍ データ処理・伝送部 １０−１〜１０−Ｍ 受信局
１１−１〜１１−Ｍ 伝送路 １２ 解析装置
１３ 収集処理部 １５ 交会法標定部
１６ 到達時間差標定部 １７ 空電・対地雷判定部
１８ 総合判定部 １９ 出力部
２０ 雷情報照合部。
【発明の属する技術分野】
この発明は、雷放電により発生する電磁波を受信し、その到来方位および到達時間差により雷放電位置を探知する雷標定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の雷標定装置の左半分を示すブロック構成図、図８は従来の雷標定装置の右半分を示すブロック構成図で、両図の伝送路１１−１〜１１―Ｍが接続されて両図は結合されている。図７と図８に示されているように、Ｍ箇所に設置されたアンテナ１−１〜１−Ｍ，アンテナ２−１〜２−Ｍ，アンテナ３−１〜３−Ｍ，ＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍ，ＬＦ帯受信機５−１〜５−Ｍ，ＶＨＦ〜ＵＨＦ受信機（ｎチャンネル）６−１〜６−Ｍ，干渉計処理部８−１〜８−Ｍ，データ処理・伝送部９−１〜９−Ｍから受信局１０−１〜１０−Ｍが構成されている。データ処理・伝送路９−１〜９−Ｍからの雷情報信号を伝送路１１−１〜１１−Ｍを通して収集し、解析装置１２で雷放電位置を算出する。なお、解析装置１２は、収集処理部１３，時刻照合部１４，交会法標定部１５，出力部１９から構成されている。
【０００３】
図７と図８の構成において、雷放電が発生すると、放電による電磁波がアンテナ３−１〜３−Ｍ，ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機６−１〜６−Ｍにより受信される。アンテナ３−１〜３−Ｍ，受信機６−１〜６−Ｍは干渉計の構成となっており、干渉計処理部８−１〜８−Ｍによって受信位相から雷放電による電磁波の到来方位を算出する。データ処理・伝送部９−１〜９−Ｍは、アンテナ１−１〜１−Ｍ，ＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍにより計測された時刻情報を受信し、干渉計処理部８−１〜８−Ｍから入力された雷放電方位信号に時刻情報を付加して解析装置１２に伝送する。解析装置１２では、受信局１０−１〜１０−Ｍから受信した雷情報信号より時刻信号を基に同一雷放電からの電磁波であることを照合し、Ｍ地点からの電磁波到来方位の交点より雷放電の発生位置を標定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の雷標定装置では、Ｎ素子の電波干渉計用アンテナの位相差のみにより雷放電からの電磁波の到来方位を算出しているが、この場合にはアンテナへの受信波が微弱である場合や複数の受信波が到来した場合には、到来方位の測定精度が著しく低下するという欠点があった。
【０００５】
また、従来の雷標定装置では、雷情報信号に付加された時刻情報の照合によって、同一の雷放電からの電磁波と判定しているため、複数の電磁波を受信した場合に異なる雷放電からの電磁波を同一雷放電から到来したものと誤る可能性があるという欠点があった。
【０００６】
また、従来の雷標定装置では、標定位置の算出について、電磁波到来方位の交点より雷放電位置の標定を行なう交会法のみで算出していたため、標定精度が干渉計の方位精度に依存するため受信局から遠い地点の標定精度が低下するという欠点があった。
【０００７】
さらに、従来の雷標定装置では、電磁波を受信した複数受信局からの方位の角度差が近い場合には交点を求める角度が近いことから標定精度が低下するという欠点があった。
【０００８】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、雷放電による電磁波の識別の誤りが少なく、雷放電位置の標定についての高い標定精度の実現を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる雷標定装置は、ＧＰＳ用アンテナから時刻信号を得るＧＰＳ受信機と、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯干渉計アンテナから雷放電による電磁波を得るＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機と、上記ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機からの電磁波の位相信号を基に電磁波到来方位を演算するＭＵＳＩＣ（ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ）処理部と、このＭＵＳＩＣ処理部からの雷放電の電磁波到来方位情報に上記ＧＰＳ受信機による時刻情報を付加した雷情報信号を得るデータ処理・伝送部とをそれぞれ有するＭ地点（Ｍは２以上の整数）の受信局、及び上記Ｍ地点の受信局のデータ処理・伝送部の各雷情報信号に基づく、到来方位の交点と、雷放電から受信局への到達時間差により、雷放電位置を標定する解析装置を備えたものである。
【００１０】
また、この発明に係わる雷標定装置は、ＧＰＳ用アンテナから時刻信号を得るＧＰＳ受信機と、ＬＦ（ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ）帯アンテナから雷放電によるＬＦ帯の電磁波を得るＬＦ帯用受信機と、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯干渉計アンテナから雷放電による電磁波を得るＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機と、上記ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機からの電磁波の位相信号を基に電磁波到来方位を演算するＭＵＳＩＣ（ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ）処理部と、このＭＵＳＩＣ処理部からの雷放電の電磁波到来方位情報と上記ＬＦ帯用受信機からのＬＦ帯の雷放電の電磁波情報に上記ＧＰＳ受信機による時刻情報を付加した雷情報信号を得るデータ処理・伝送部とをそれぞれ有するＭ地点（Ｍは２以上の整数）の受信局、及び上記Ｍ地点の受信局のデータ処理・伝送部の各雷情報信号に基づく、到来方位の交点と、雷放電から受信局への到達時間差により、雷放電位置を標定する解析装置を備えたものである。
【００１１】
また、前記解析装置は、上記Ｍ地点の受信局からの雷情報信号について、付加された時刻情報によって同一雷放電からの雷情報信号か否かの照合を行なう雷情報照合部と、この雷情報照合部で同一雷放電からの雷情報信号とされた組における各雷情報信号の方位の交点から雷放電位置を求める交会法標定部と、上記雷情報照合部で同一雷放電からの雷情報信号とされた組における各雷情報信号の時刻情報による同一雷放電から受信局への到達時間差から雷放電位置を求める到達時間差標定部を備え、上記交会法標定部と上記到達時間差標定部とにより、雷放電位置を標定するものである。
【００１２】
また、前記解析装置は、さらに、雷情報信号から空間の放電である空電と、雲と地上間の放電である対地放電とを判定する空電・対地雷判定部を備え、上記交会法標定部と上記到達時間差標定部と上記空電・対地雷判定部とにより、雷放電位置を標定するものである。
【００１３】
さらに、前記雷情報照合部は、雷情報信号に付加された時刻情報と波形情報によって同一雷放電からの雷情報信号か否かの照合を行うものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１を図を用いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による雷標定装置の左半分を示すブロック構成図、図２はこの発明の実施の形態１による雷標定装置の右半分を示すブロック構成図で、両図の伝送路１１−１〜１１―Ｍが接続されて両図は結合されている。図において、１−１，１−２，・・・，１−Ｍは衛星からの電波を受信するＧＰＳ用アンテナ（ ＧＰＳ：ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ）、２−１，２−２，・・・，２−Ｍは雷放電により放射されたＬＦ帯の電磁波を受信するＬＦ帯アンテナ（ ＬＰ：ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ）、３−１，３−２，・・・，３−Ｍは雷放電により放射されたＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の電磁波を受信するＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の干渉計アンテナ、４−１，４−２，・・・，４−Ｍは衛星からの電波を受信し時刻信号を取り出すＧＰＳ受信機、５−１，５−２，・・・，５−ＭはＬＦ帯受信機、６−１，６−２，・・・，６−ＭはＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機、７−１，７−２，・・・，７−ＭはＭＵＳＩＣ処理部（ ＭＵＳＩＣ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ）、９−１，９−２，・・・，９−Ｍはデータ処理・伝送部で、これらから受信局１０−１，１０−２，・・・，１０−Ｍが構成されている。１１−１，１１−２，・・・，１１−Ｍは伝送路である。解析装置１２は、収集処理部１３、雷情報照合部２０、交会法標定部１５、到達時間差標定部１６、空電・対地雷判定部１７、総合判定部１８、出力部１９から構成される。なお、Ｍは２以上の整数である。
【００１５】
アンテナ１−１〜１−Ｍは衛星から時刻信号を受信し、ＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍはその時刻信号をデータ処理・伝送部９−１〜９−Ｍへ出力する。
【００１６】
雷放電による電磁波が到来すると、Ｍ地点に設置されている受信局１０−１〜１０−Ｍのアンテナ２−１〜２−Ｍ，ＬＦ帯受信機５−１〜５−ＭによりＬＦ帯の電磁波が受信され、データ処理・伝送部９−１〜９−Ｍへ雷放電による電磁波を検波した波形を出力する。
【００１７】
上記ＬＦ帯とは別に受信局１０−１〜１０−Ｍのアンテナ３−１〜３−Ｍ，ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機６−１〜６−Ｍにより、雷放電（雷雲の雲間放電および対地放電）により放射されたＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の電磁波が受信され、ＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍへ受信信号が出力される。ＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍでは、Ｎ素子（ Ｎは３以上の整数 ）のアンテナ３−１〜３−Ｍにて受信した電磁波の位相信号を基に、高分解能測角アルゴリズムであるＭＵＳＩＣ法による到来電波の方位測定処理を行ない、電磁波の到来方位の情報と波形信号をデータ処理・伝送部９−１〜９−Ｍへ出力する。なお、ＭＵＳＩＣ法を使用することにより複数の雲間放電により多くの電磁波が発生している場合の分離が可能であり、雑音や無線局等の雷標定への影響を低減することができる。なお、ＭＵＳＩＣ法の詳しい解説は、ＩＥＥＥ ＴＲＡＮＳＡＣＴＩＯＮＳ ＯＮ ＡＮＴＥＮＮＡＳ ＡＮＤ ＰＲＯＰＡＧＡＴＩＯＮ， ＶＯＬ． ＡＰ−３４， ＮＯ．３， ＭＡＲＣＨ １９８６ Ｐ２７６〜Ｐ２８０ 「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｅｍｉｔｔｅｒ Ｌｏｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ」ＰＡＬＰＨ Ｏ． ＳＣＨＭＩＤＴに記載されている。
【００１８】
データ処理・伝送部９−１〜９−Ｍでは、ＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍから時刻信号を受信し、ＬＦ帯受信機５−１〜５−ＭによりＬＦ帯の電磁波の検波波形を受信し、ＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍからは電磁波の到来方位の情報と波形信号を受信する。この信号を受信したデータ処理・伝送部９−１〜９−Ｍでは、ＬＦ帯受信機５−１〜５−ＭとＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍからのそれぞれの入力信号にＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍから受信した時刻信号を元に入力時刻の情報を付加する。時刻情報を付加された雷情報信号は伝送路１１−１〜１１−Ｍを介して解析装置１２に出力する。
【００１９】
Ｍ地点の受信局１０−１〜１０−Ｍから雷情報信号を受信した解析装置１２の内部では、ＬＦ帯の受信情報とＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の受信情報を収集処理部１３で受信し、雷情報照合部２０に出力する。
【００２０】
雷情報照合部２０では、Ｍ地点の受信局１０−１〜１０−Ｍから受信したそれぞれの雷情報信号について、まず、付加された時刻情報によって同一の雷放電からの電磁波である可能性を伝搬時間を考慮し判定する。次に、時刻情報によって振り分けられた各受信局からの雷情報信号に含まれる電磁波の波形情報から、相関の高い物について同一の雷放電からの電磁波であると判定する。同一の雷放電からの雷情報信号と判定された情報はそれぞれを一組にして、交会法標定部１５，到達時間差標定部１６，空電・対地雷判定部１７のそれぞれに出力される。
【００２１】
交会法標定部１５では、雷情報照合部２０から受信した同一の雷放電からの電磁波と判定された雷情報信号のそれぞれの組みに対して、交会法を用いて放電位置を標定する。
【００２２】
図３は交会法による放電位置の標定の一例を示した図である。受信局Ｍが３局の場合には、その３局で受信した電磁波の到来方位から標定点を求める際に、各受信局の算出した到来方位と標定点の方位との角度差θ１〜θ３の和が最小となる位置を求めて標定点とする。
【００２３】
到達時間差標定部１６では、雷情報照合部２０から受信した同一の雷放電からの電磁波と判定された雷情報信号のそれぞれの組みに対して、到達時間差を基に放電位置を標定する。図４は到達時間差による標定の一例を示した図である。図４の場合には、受信局Ｍが３局の場合を示しているが、雷情報信号に付加された電磁波の受信時刻により、２局間の到達時間差が求められるが、その２局間の到達時間差を表す双曲線が算出される。受信局１の受信時刻ｔ１と受信局３の受信時刻ｔ３の受信時刻の到達時間差（ｔ１−ｔ３）より求められる双曲線と、受信局２の受信時刻ｔ２と受信局３の受信時刻ｔ３の受信時刻の到達時間差（ｔ２−ｔ３）より求められる双曲線との２つの双曲線の交点が条件を満足する点として算出できる。受信局１の受信時刻ｔ１と受信局２の受信時刻ｔ２の受信時刻の到達時間差（ｔ１−ｔ２）より求められる双曲線も算出できるため、この３本の双曲線により求められる１〜３箇所の交点の中心としても標定点が求められる。
【００２４】
空電・対地雷判定部１７では、ＬＦ帯受信機により受信された電磁波の検波波形と電磁波の伝搬損失から、対地雷放電の帰還電撃の電流値を算出し、一定値以上のしきい値を超える場合には受信された電磁波が対地雷放電による電磁波であるものと判定する。
【００２５】
総合判定部１８では、交会法標定部１５の標定結果と到達時間差標定部１６の標定結果と空電・対地雷判定部１７の空電・対地雷の判定結果を受信し、最終的な標定位置を決定する。まず交会法により算出された標定点と到達時間差による標定点を比較し、一定距離以上標定点がずれている標定点については誤った情報として雷情報信号を出力しない。これらにより、同時に発生した雷放電を分離し検出することが可能であり、雷放電の多重反射の影響による誤標定を防ぐことができる。また、到達時間差による標定では電磁波の受信局数が３局以上存在しない場合には標定できないが、到達時間差による双曲線と交会法標定部による標定点を合わせることで、雷放電による電磁波の受信局数が２局以上存在すれば最終的に雷放電の電磁波到来位置を算出することができる。
【００２６】
さらに総合判定部１８では、雷放電位置の標定結果について空電・対地雷の判定結果の情報を付加して出力する機能を有する。また、雷放電位置の標定結果以外に受信局１０−１〜１０−Ｍから受信した雷情報信号に含まれる電磁波の波形情報と、その波形情報から算出した雷放電の電流値も出力する機能を有する。
【００２７】
出力部１９では、総合判定部１８から受信した雷放電位置の標定結果、電磁波の波形情報、放電電流値の情報を外部に出力する。外部への出力方法は、表示装置への表示、記録媒体への蓄積、伝送路を介しての外部機器への情報出力である。
【００２８】
実施の形態２．
なお、上記発明の実施形態１では、ＬＦ帯とＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の２種類の電磁波を受信することにより雷放電位置の標定を行なう方法を示したが、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯のみの電磁波により雷放電位置の標定を行なっても良い。図５は実施の形態２の雷標定装置の左半分を示すブロック構成図、図６は実施の形態２の雷標定装置の右半分を示すブロック構成図で、両図の伝送路１１−１〜１１―Ｍが接続されて両図は結合されている。実施の形態１，その図１，図２と同一又は相当部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２９】
実施の形態１と同様に、ＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍはその時刻信号をデータ処理・伝送部９−１〜９−Ｍへ出力する。ＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍでは、Ｎ素子（ Ｎは３以上の整数 ）のアンテナ３−１〜３−Ｍにて受信した電磁波の位相信号を基に、高分解能測角アルゴリズムであるＭＵＳＩＣ法による到来電波の方位測定処理を行ない、電磁波の到来方位の情報と波形信号をデータ処理・伝送部９−１〜９−Ｍへ出力する。
【００３０】
データ処理・伝送部９−１〜９−Ｍでは、ＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍから時刻信号を受信し、ＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍからは電磁波の到来方位の情報と波形信号を受信する。この信号を受信したデータ処理・伝送部９−１〜９−Ｍでは、ＭＵＳＩＣ処理部７−１〜７−Ｍからのそれぞれの入力信号にＧＰＳ受信機４−１〜４−Ｍから受信した時刻信号を基に入力時刻の情報を付加する。時刻情報を付加された雷情報信号は伝送路１１−１〜１１−Ｍを介して解析装置１２に出力する。
【００３１】
Ｍ地点の受信局１０−１〜１０−Ｍから雷情報信号を受信した解析装置１２の内部では、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の受信情報を収集処理部１３で受信し、雷情報照合部２０に出力する。雷情報照合部２０では、Ｍ地点の受信局１０−１〜１０−Ｍから受信したそれぞれの雷情報信号について、まず、付加された時刻情報によって同一の雷放電からの電磁波である可能性を伝搬時間を考慮し判定する。次に、時刻情報によって振り分けられた各受信局からの雷情報信号に含まれる電磁波の波形情報から、相関の高い物について同一の雷放電からの電磁波であると判定する。同一の雷放電からの雷情報信号と判定された情報はそれぞれを一組にして、交会法標定部１５，到達時間差標定部１６，空電・対地雷判定部１７のそれぞれに出力される。
【００３２】
交会法標定部１５では、雷情報照合部２０から受信した同一の雷放電からの電磁波と判定されたＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の受信情報に基因する雷情報信号のそれぞれの組みに対して、交会法を用いて放電位置を標定する。到達時間差標定部１６では、雷情報照合部２０から受信した同一の雷放電からの電磁波と判定されたＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の受信情報に基因する雷情報信号のそれぞれの組みに対して、到達時間差を基に放電位置を標定する。空電・対地雷判定部１７では、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の受信情報により受信された電磁波の検波波形と電磁波の伝搬損失から、対地雷放電の帰還電撃の電流値を算出し、一定値以上のしきい値を超える場合には受信された電磁波が対地雷放電による電磁波であるものと判定する。そして、交会法標定部１５，到達時間差標定部１６と空電・対地雷判定部１７の出力を総合して雷放電位置を標定する。
【００３３】
実施の形態３．
なお、実施の形態１では、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の電磁波とＬＰ帯の電磁波とを受信することにより雷放電位置の標定を行なうものを示したが、ＶＨＦ帯及びＵＨＦ帯のいずれか一方の帯域の電磁波とＬＰ帯の電磁波とを受信することにより雷放電位置の標定を行なっても良い。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の雷標定装置によれば、ＧＰＳ用アンテナから時刻信号を得るＧＰＳ受信機と、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯干渉計アンテナから雷放電による電磁波を得るＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機と、上記ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機からの電磁波の位相信号を基に電磁波到来方位を演算するＭＵＳＩＣ処理部と、このＭＵＳＩＣ処理部からの雷放電の電磁波到来方位情報に上記ＧＰＳ受信機による時刻情報を付加した雷情報信号を得るデータ処理・伝送部とをそれぞれ有するＭ地点（Ｍは２以上の整数）の受信局、及び上記Ｍ地点の受信局のデータ処理・伝送部の各雷情報信号に基づく、到来方位の交点と、雷放電から受信局への到達時間差により、雷放電位置を標定する解析装置を備えたので、２種類の標定により雷放電位置を標定できるから、高い標定精度が得られる。
【００３５】
また、この発明の雷標定装置によれば、ＧＰＳ用アンテナから時刻信号を得るＧＰＳ受信機と、ＬＦ帯アンテナから雷放電によるＬＦ帯の電磁波を得るＬＦ帯用受信機と、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯干渉計アンテナから雷放電による電磁波を得るＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機と、上記ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機からの電磁波の位相信号を基に電磁波到来方位を演算するＭＵＳＩＣ処理部と、このＭＵＳＩＣ処理部からの雷放電の電磁波到来方位情報と上記ＬＦ帯用受信機からのＬＦ帯の雷放電の電磁波情報に上記ＧＰＳ受信機による時刻情報を付加した雷情報信号を得るデータ処理・伝送部とをそれぞれ有するＭ地点（Ｍは２以上の整数）の受信局、及び上記Ｍ地点の受信局のデータ処理・伝送部の各雷情報信号に基づく、到来方位の交点と、雷放電から受信局への到達時間差により、雷放電位置を標定する解析装置を備えたものであるので、２種類の標定により雷放電位置を標定できるから、高い標定精度が得られる。
【００３６】
また、前記解析装置は、上記Ｍ地点の受信局からの雷情報信号について、付加された時刻情報によって同一雷放電からの雷情報信号か否かの照合を行なう雷情報照合部と、この雷情報照合部で同一雷放電からの雷情報信号とされた組における各雷情報信号の方位の交点から雷放電位置を求める交会法標定部と、上記雷情報照合部で同一雷放電からの雷情報信号とされた組における各雷情報信号の時刻情報による同一雷放電から受信局への到達時間差から雷放電位置を求める到達時間差標定部を備え、上記交会法標定部と上記到達時間差標定部とにより、雷放電位置を標定するので、高い標定精度が得られる。
【００３７】
また、前記解析装置は、さらに、雷情報信号から空間の放電である空電と、雲と地上間の放電である対地放電とを判定する空電・対地雷判定部を備え、上記交会法標定部と上記到達時間差標定部と上記空電・対地雷判定部とにより、対地雷放電位置を標定するので、高い標定精度が得られる。
【００３８】
さらにまた、前記雷情報照合部は、雷情報信号に付加された時刻情報と波形情報によって同一雷放電からの雷情報信号か否かの照合を行うので、雷放電による電磁波の識別の誤りが少なく、雷放電位置の標定についての高い標定精度の実現が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による雷標定装置の左半分を示すブロック構成図である。
【図２】図１と接続されるこの発明の実施の形態１による雷標定装置の右半分を示すブロック構成図である。
【図３】交会法による放電位置の標定の一例を示す図である。
【図４】到達時間差による標定の一例を示す図である。
【図５】実施の形態２の雷標定装置の左半分を示すブロック構成図である。
【図６】図５と接続される実施の形態２の雷標定装置の右半分を示すブロック構成図である。
【図７】従来の雷標定装置の左半分を示すブロック構成図である。
【図８】図７と接続される従来の雷標定装置の右半分を示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１−１〜１−Ｍ ＧＰＳ用アンテナ ２−１〜２−Ｍ ＬＦ帯アンテナ
３−１〜３−Ｍ ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯の干渉計アンテナ
４−１〜４−Ｍ ＧＰＳ受信機 ５−１〜５−Ｍ ＬＦ帯受信機
６−１〜６−Ｍ ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機
７−１〜７−Ｍ ＭＵＳＩＣ処理部 ８−１〜８−Ｍ 干渉計処理部
９−１〜９−Ｍ データ処理・伝送部 １０−１〜１０−Ｍ 受信局
１１−１〜１１−Ｍ 伝送路 １２ 解析装置
１３ 収集処理部 １５ 交会法標定部
１６ 到達時間差標定部 １７ 空電・対地雷判定部
１８ 総合判定部 １９ 出力部
２０ 雷情報照合部。
Claims (5)
- ＧＰＳ（ ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ）用アンテナから時刻信号を得るＧＰＳ受信機と、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯干渉計アンテナから雷放電による電磁波を得るＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機と、上記ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機からの電磁波の位相信号を基に電磁波到来方位を演算するＭＵＳＩＣ（ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ）処理部と、このＭＵＳＩＣ処理部からの雷放電の電磁波到来方位情報に上記ＧＰＳ受信機による時刻情報を付加した雷情報信号を得るデータ処理・伝送部とをそれぞれ有するＭ地点（Ｍは２以上の整数）の受信局、及び上記Ｍ地点の受信局のデータ処理・伝送部の各雷情報信号に基づく、到来方位の交点と、雷放電から受信局への到達時間差により、雷放電位置を標定する解析装置を備えた雷標定装置。
- ＧＰＳ（ ｇｌｏｂａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ）用アンテナから時刻信号を得るＧＰＳ受信機と、ＬＦ（ ｌｏｗ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ）帯アンテナから雷放電によるＬＦ帯の電磁波を得るＬＦ帯用受信機と、ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯帯干渉計アンテナから雷放電による電磁波を得るＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機と、上記ＶＨＦ〜ＵＨＦ帯受信機からの電磁波の位相信号を基に電磁波到来方位を演算するＭＵＳＩＣ（ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ）処理部と、このＭＵＳＩＣ処理部からの雷放電の電磁波到来方位情報と上記ＬＦ帯用受信機からのＬＦ帯の雷放電の電磁波情報に上記ＧＰＳ受信機による時刻情報を付加した雷情報信号を得るデータ処理・伝送部とをそれぞれ有するＭ地点（Ｍは２以上の整数）の受信局、及び
上記Ｍ地点の受信局のデータ処理・伝送部の各雷情報信号に基づく、到来方位の交点と、雷放電から受信局への到達時間差により、雷放電位置を標定する解析装置を備えた雷標定装置。 - 前記解析装置は、
上記Ｍ地点の受信局からの雷情報信号について、付加された時刻情報によって同一雷放電からの雷情報信号か否かの照合を行なう雷情報照合部と、この雷情報照合部で同一雷放電からの雷情報信号とされた組における各雷情報信号の方位の交点から雷放電位置を求める交会法標定部と、上記雷情報照合部で同一雷放電からの雷情報信号とされた組における各雷情報信号の時刻情報による同一雷放電から受信局への到達時間差から雷放電位置を求める到達時間差標定部を備え、
上記交会法標定部と上記到達時間差標定部とにより、雷放電位置を標定する請求項１または請求項２記載の雷標定装置。 - 前記解析装置は、さらに、雷情報信号から空間の放電である空電と、雲と地上間の放電である対地放電とを判定する空電・対地雷判定部を備え、上記交会法標定部と上記到達時間差標定部と上記空電・対地雷判定部とにより、雷放電位置を標定する請求項３記載の雷標定装置。
- 前記雷情報照合部は、雷情報信号に付加された時刻情報と波形情報によって同一雷放電からの雷情報信号か否かの照合を行う請求項３記載の雷標定装置。
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