论文部分内容阅读
闪电是自然界最严重的自然灾害之一。监测区域闪电发生情况，不仅对雷暴灾害预警防护具有重要作用，而且对于闪电形成理论、闪电活动特征分析等气象学研究也具有重要意义。 目前，国内外对闪电的监测，大多采用由多个探测站点构成的区域闪电监测网，并利用到达时间差法（TDOA）进行定位。传统的TDOA法由于存在初始值难以确定、迭代计算不稳定等问题，探测精度受到很大的限制;近几年新出现的结合时间差的区域搜索算法，虽然能较好改善探测精度，但存在时间、空间复杂度偏高等问题，容易对定位服务器产生巨大的压力。 在深入研究了现有多站闪电定位方法和理论的基础上，针对网格搜索闪电定位算法计算量大的缺点，提出了一种预计算网格搜索算法(PGS)，融合了空间索引与支持向量机技术，并将该方法应用到实际的多站闪电定位系统中，获得了较好的效果。主要研究内容和成果如下: 1.较系统地调研了现有多站闪电定位方法和理论，对现有闪电定位算法进行了总结，分析对比了它们的优缺点。 2.提出了一种预计算网格搜索定位方法。该方法首先预计算并存储划分固定的网格信息;再利用多维空间数据索引快速检索到目标网格及其邻近网格（称为备选网格）;最后通过比较训练好的各备选网格SVM分类器的分类误差进行闪电定位。 3.设计并实现了一套基于WEB的闪电定位与信息发布系统(LLIRS)。该系统包括实时接收模块、数据融合模块、闪电数据信息发布等主要模块。其中，实时接收模块是运行在服务端的实时网络通讯程序，负责接收从各探测站点发来的闪电探测波形信息;而数据融合模块则负责融合计算与数据存储，利用文中提出的新定位方法，生成闪电定位数据记录，为闪电信息发布模块提供数据支持。 4.用蒙特卡罗法模拟闪电发生，对算法的稳定性和有效性进行了测试和验证。实验结果表明该算法定位精度高、处理速度快，能够适应系统高并发、实时性要求。 系统的主要功能已基本实现，可以正常运行。通过将该系统应用到某省地区性闪电探测网中，验证了系统可用性和稳定性。