[科普中国]-雷电磁定向法

早在20世纪初，传统的VLF/LF无线电(磁)测向(MDF,Magnetic Direction Finding)技术用于远程(上千千米以外)雷电活动的监测获得成功。但当雷电活动与测站距离变小到300～500 km时，雷电通道的非垂直性(具有一定的水平分量)开始影响测向精度，最终导致无法使用所监测到的信号来定向，从而导致MDF法一度在雷电定位方法上的应用进展缓慢。如10 km内的地闪，假设雷电通道相对地面呈45°，测向误差可能达到10°以上；对于100 km以外的地闪，则此时误差小于等于1°左右。

简介早在20世纪初，传统的VLF/LF无线电(磁)测向(MDF,Magnetic DirectionFinding)技术用于远程(上千千米以外)雷电活动的监测获得成功。但当雷电活动与测站距离变小到300～500 km时，雷电通道的非垂直性(具有一定的水平分量)开始影响测向精度，最终导致无法使用所监测到的信号来定向，从而导致MDF法一度在雷电定位方法上的应用进展缓慢。如10 km内的地闪，假设雷电通道相对地面呈45°，测向误差可能达到10°以上；对于100 km以外的地闪，则此时误差小于等于1°左右。1

发展历史20世纪70年代，一项基础研究的成果使VLF/LF频段的MDF定位技术获得了新生(Krider等，1976)。研究表明在地闪回击(主放电)的瞬间，十分靠近地面的通道垂直于地面。如果能探测地闪过程仅在这段时间的辐射，那么应用MDF法进行雷电定位的障碍就可以被基本清除。这一部分辐射有明显的波形特征，便于在技术上实现波形捕捉。由此基础上出现了新一代有波形鉴别技术并加MDF技术的多站地闪定位网络。1

结构一套完整的雷电定位系统LLS由三站DF(Direction Finder)和一站 PA(Position Analyzer) 组成。1

原理联网观测中的每个DF将测到的雷电方位角传输到设在主观测点的一台PA上。有两个DF就可以确定雷电的位置，但当雷电恰恰在两个DF基线上时(或者接近基线)，位置就无法确定，这时就需要第三个DF来确定。因此，一般至少需要三个DF才能组成一套完整的LLS系统，如图所示，不过，DF越多探测精度就会越高。这样，PA最终可以给出这次地闪发生的时间、位置、闪击数、强度和波形陡度等参数。1

本词条内容贡献者为:

郭亮 - 副教授 - 中国海洋大学