论文部分内容阅读
本文利用2009年夏季在大兴安岭地区野外实验观测得到的宽带慢电场变化资料,对正、负地闪回击辐射场特征参量进行了统计分析,并在此基础上进行了地闪回击和连续电流波形的识别方法和技术研究,主要结果如下:
1.统计分析了大兴安岭地区地闪首次回击和继后回击远区辐射场的特征参量,并与国内外的已有结果进行了对比。结果显示,35次正地闪和76次负地闪首次回击的慢前沿平均上升时间分别为7.8μs(均方差3.3μs)和3.5μs(均方差3.5μs),负地闪继后回击的慢前沿为1.4μs,均方差0.9μs;正、负地闪首次回击10%-90%平均上升时间分别为4.5μs(均方差1.7μs)和1.9μs(均方差2μs);正地闪首次回击的半峰值宽度大于负地闪首次回击,平均值分别为13.6μs和5.6μs,前者约为后者的2倍;正、负地闪首次回击的过零时间平均值分别为34μs和51μs;负反冲深度平均值分别为23%和52%。
2.以正、负地闪回击的辐射场特征为基础,利用模式识别的基本方法,对地闪回击的判别标准和识别技术进行了研究。利用二叉决策树分类器的方法,在各个结点上选取不同的特征和决策规则进行类别划分,设计方法灵活、直观。通过Matlab编程实现了数据预处理、特征提取和分类识别的功能,最终实现了正、负地闪回击和连续电流的自动识别。经过验证,程序自动识别负地闪的准确率可以达到90%左右,对连续电流的识别也可以达到比较好的效果。
3.基于上述工作,可以在现有的闪电探测系统中实现对云闪和地闪的区分。根据电场变化波形中存在的回击及其极性信息被归为地闪或负地闪,并且根据连续电流的识别,标记相关参数(例如长连续电流或短连续电流);其余电场波形则被归类为云闪。以上工作为闪电探测系统的改进及进一步分析提供了重要基础。