簡介
早在20世紀初,傳統的VLF/LF無線電(磁)測向(MDF,Magnetic DirectionFinding)技術用於遠程(上千千米以外)雷電活動的監測獲得成功。但當雷電活動與測站距離變小到300~500 km時,雷電通道的非垂直性(具有一定的水平分量)開始影響測向精度,最終導致無法使用所監測到的信號來定向,從而導致MDF法一度在雷電定位方法上的套用進展緩慢。如10 km內的地閃,假設雷電通道相對地面呈45°,測向誤差可能達到10°以上;對於100 km以外的地閃,則此時誤差小於等於1°左右。
發展歷史
20世紀70年代,一項基礎研究的成果使VLF/LF頻段的MDF定位技術獲得了新生(Krider等,1976)。研究表明在地閃回擊(主放電)的瞬間,十分靠近地面的通道垂直於地面。如果能探測地閃過程僅在這段時間的輻射,那么套用MDF法進行雷電定位的障礙就可以被基本清除。這一部分輻射有明顯的波形特徵,便於在技術上實現波形捕捉。由此基礎上出現了新一代有波形鑑別技術並加MDF技術的多站地閃定位網路。
結構
一套完整的雷電定位系統LLS由三站DF(Direction Finder)和一站 PA(Position Analyzer) 組成。
原理
聯網觀測中的每個DF將測到的雷電方位角傳輸到設在主觀測點的一台PA上。有兩個DF就可以確定雷電的位置,但當雷電恰恰在兩個DF基線上時(或者接近基線),位置就無法確定,這時就需要第三個DF來確定。因此,一般至少需要三個DF才能組成一套完整的LLS系統,如圖所示,不過,DF越多探測精度就會越高。這樣,PA最終可以給出這次地閃發生的時間、位置、閃擊數、強度和波形陡度等參數。