《气象仪器》课程论文题目简易闪电定位仪系电子与信息工程专业电子信息工程学生姓名学号二Ｏ一三年一月二日目录1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32系统设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32.1闪电的放电过程和描述参量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32.2闪电的平面方位角计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯52.3闪电的平面距离计算⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯62.4系统整体框图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73硬件设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯73.1数据采集卡⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83.2电源模块⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯83.3数据选择器电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯93.4I/V转换电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯93.5比较器电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯103.6计数器电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯103.7D/A转换电路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯114软件设计⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯115总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯126参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯13简易闪电定位仪张蕾南京信息工程大学电子与信息工程系，南京210044摘要：本文利用光学方法，研究和分析雷电发生时各物理量的统计特征，从而设计了一个闪电定位系统。文中提出了加权定位和向量定位两种新的定位算法,均能够应用于光电法闪电定位系统，实现闪电定位计算。本文简述了光电法闪电定位系统的硬件组成,介绍了包括闪电光强度电压信号处理、雷声识别、闪电的平面方位角计算,以及闪电距离计算等功能模块的设计，其中，主要介绍了闪电光强信号的获取及处理部分。本文还简要介绍了闪电定位系统的原理及其意义。关键词：光电检测；闪电定位系统；光强信号；定位方法1引言闪电是指积雨云中不同符号荷电中心之间的放电过程，或云中荷电中心与大地和地物之间的放电过程，或云中荷电中心与云外大气不同符号大气体电荷中心之间的放电过程。闪电的主要特点是:电流大，电流高达几万至几十万安培;时间短，雷击过程只有几十微秒;电压高，强大的电流产生强大的磁场，形成很高的感应电压。一次闪电中正电荷与负电荷中和的数量直接反应一次闪电释放出的能量，也就是一次闪电的破坏力。由于闪电的放电时间短，在短短的几十微秒内把雷暴云蕴藏的能量释放出来，所以破坏力很强。雷电对人类而言是一种严重的自然灾害，主要表现为雷电所造成的雷击具有极大的破坏性，雷电的破坏作用是综合的，包括热效应、电动力效应、机械效应、冲击波效应、静电感应效应以及电磁场效应的破坏。雷电电荷在传导放电的过程中，产生很强的雷电电流，一般会达到几十千安培，有时会达到几百千安培，能产生几千、几万甚至几百万伏高压，足以让人畜毙命，电气设备毁坏。雷电通道的温度可达到5万华氏度，比太阳表面的温度还要高，能使金属熔化，易燃物体高温起火。闪电产生的静电场变化、磁场变化和电磁辐射，严重干扰无线电通讯和和各种设备的正常工作，是无线电噪声的重要来源，在一定范围内造成许多微电子设备的损坏。全球平均每年因雷击灾害造成的损失在10亿美元以上，已成为国民经济发展的严重障碍。闪电定位仪能提供长期的、大范围的、准确的雷电位置、雷电强度等参量，这些雷电参量可用于进一步研究雷电的放电过程和雷电活动的气候规律。雷电监测定位资料的积累和雷电活动规律的研究，除了可以为正常的天气现象提供基本的历史资料，更可试试显示雷电的发生发展，甚至可以为雷电的预报报警服务。2系统设计2.1闪电的放电过程和描述参量要想设计和研究雷电监测定位系统,首先必须了解闪电的机理,下面对闪电的具体形成过程和相关物理参量进行简要叙述。闪电放电过程可以概括为：云层电荷形成电分布→初始击穿→梯级先导→联接过程...
