背景

閃電定位又稱雷電定位，是指利用閃電回擊輻射的聲、光
、電磁場特性來遙測閃電回擊放電參數的一種監測雷電手段，它可檢測雷電發生的時間、位置、強度

、極性等。閃電定位對許多產業部門都是非常重要的，特別是電力
、航空等部門

guangshengleidiantancefangfashimuqianzuizhuyaodetancefangfazhiyi。shouxianzaijiancechufangzhiyikuaiguangshengleidiantanceqi，shiguangshengleidiantanceqidetuxiangcaijiqidejingtoumianxiangtiankong
，yongtuxiangcaijiqicaijichuyouleidiantuxiangdetuxiang，zaituxiangxianshizhuangzhishangxianshi；然(ran)後(hou)根(gen)據(ju)雷(lei)電(dian)在(zai)圖(tu)像(xiang)中(zhong)的(de)位(wei)置(zhi)
，從(cong)圖(tu)像(xiang)中(zhong)測(ce)量(liang)出(chu)雷(lei)電(dian)的(de)方(fang)位(wei)角(jiao)。用(yong)圖(tu)像(xiang)采(cai)集(ji)器(qi)獲(huo)取(qu)雷(lei)電(dian)的(de)圖(tu)像(xiang)

，用(yong)聲(sheng)音(yin)采(cai)集(ji)器(qi)獲(huo)取(qu)雷(lei)鳴(ming)的(de)聲(sheng)音(yin)，通(tong)過(guo)聲(sheng)音(yin)傳(chuan)感(gan)器(qi)把(ba)聲(sheng)音(yin)記(ji)錄(lu)各(ge)觀(guan)測(ce)點(dian)（四個）雷聲到達的時刻
，多組時間數據經4路數據采集卡A/D轉換後

，被傳送到數據處理係統
，數據處理係統通過邏輯運算，求取三個空間觀測點（其中一個點是做個基準點）雷聲到達的時間差
，根據聲音在空氣中傳播的速度，計算出三個空間觀測點的距離差；根據空間三個雙曲麵相交可以確定一個點的原理
，根據方程組確定雷電產生位置的坐標。

數據采集卡問題和挑戰

北京熠新科技的數據采集卡是係統中的核心部件
，直接關係到係統的可行性和數據的準確性。

對數據采集卡主要要求有，采樣率10MS/s，精度12bit
，4通道，需要具備GPS定時功能。除開這幾個基本要求，主要還麵臨幾個挑戰：

1、GPS定時精度問題，市麵上一般GPS精度都不高，一般是ms級，或者幾百個ns。GPS定時精度就直接決定了位置的精度，係統其它設備還會有延時誤差，數據采集卡的GPS定時精度最好要控製在50ns以內
；

2、穩(wen)定(ding)性(xing)問(wen)題(ti)，由(you)於(yu)雷(lei)電(dian)信(xin)號(hao)是(shi)隨(sui)機(ji)的(de)，數(shu)據(ju)采(cai)集(ji)卡(ka)需(xu)要(yao)一(yi)直(zhi)等(deng)待(dai)雷(lei)電(dian)信(xin)號(hao)的(de)到(dao)來(lai)

，所(suo)以(yi)需(xu)要(yao)一(yi)直(zhi)出(chu)於(yu)觸(chu)發(fa)等(deng)待(dai)狀(zhuang)態(tai)

，采(cai)集(ji)卡(ka)需(xu)要(yao)常(chang)年(nian)運(yun)行(xing)著(zhe)，這(zhe)對(dui)采(cai)集(ji)卡(ka)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)耐(nai)用(yong)性(xing)都(dou)是(shi)一(yi)個(ge)挑(tiao)戰(zhan)
；

3、長chang預yu觸chu發fa

，當dang雷lei電dian信xin號hao到dao來lai那na一yi刻ke，采cai集ji卡ka開kai始shi采cai集ji記ji錄lu數shu據ju，但dan是shi很hen多duo時shi候hou，觸chu發fa前qian的de那na一yi段duan數shu據ju對dui分fen析xi雷lei電dian信xin號hao也ye是shi很hen重zhong要yao的de。而er一yi般ban采cai集ji卡ka隻zhi能neng記ji錄lu觸chu發fa前qian很hen短duan的de一yi段duan數shu據ju，一yi般ban就jiu幾jiK個數據，這對很多場景是不夠的。

   對(dui)於(yu)穩(wen)定(ding)性(xing)，通(tong)過(guo)各(ge)種(zhong)複(fu)雜(za)情(qing)況(kuang)測(ce)試(shi)，模(mo)擬(ni)各(ge)種(zhong)場(chang)景(jing)下(xia)的(de)情(qing)況(kuang)。為(wei)了(le)模(mo)擬(ni)雷(lei)電(dian)環(huan)境(jing)，我(wo)們(men)在(zai)高(gao)壓(ya)試(shi)驗(yan)室(shi)放(fang)電(dian)進(jin)行(xing)現(xian)場(chang)測(ce)試(shi)。再(zai)通(tong)過(guo)降(jiang)低(di)采(cai)集(ji)卡(ka)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)功(gong)耗(hao)，增(zeng)加(jia)各(ge)個(ge)部(bu)件(jian)穩(wen)定(ding)的(de)運(yun)行(xing)的(de)年(nian)限(xian)。

   針對預觸發不夠長的問題，通過對采集卡內部邏輯的重新修改，充分利用采集卡超大的內存，預觸發能采集幾M甚至幾十M的數據

，這大大滿足雷電測試的需要。

總結

針zhen對dui雷lei電dian定ding位wei這zhe種zhong特te殊shu場chang景jing改gai進jin的de數shu據ju采cai集ji卡ka
，完wan全quan滿man足zu甚shen至zhi超chao出chu實shi際ji應ying用yong的de需xu求qiu。同tong時shi，如ru果guo采cai用yong網wang線xian或huo光guang纖xian連lian接jie連lian接jie，可ke做zuo分fen布bu式shi的de雷lei電dian采cai集ji，采cai集ji點dian可ke以yi相xiang隔ge幾ji公gong裏li，然ran後hou通tong過guo網wang線xian或huo光guang纖xian把ba數shu據ju彙hui總zong到dao一yi起qi進jin行xing分fen析xi。