發(fā)布時(shí)間：2021-03-16 13:56

　　在大氣電學(xué)研究中,地面靜電場(chǎng)的觀測(cè)是很重要的一部分,在地面處對(duì)電場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)成為研究雷暴特征、原理的主要手段之一。通過(guò)雷暴地面電場(chǎng)的觀測(cè)數(shù)據(jù)分析可以得到閃電的分形特征,加強(qiáng)對(duì)閃電物理特性的認(rèn)識(shí)。多站組網(wǎng)可反演得到雷暴云強(qiáng)電荷中心的演變和分布信息參數(shù)。雷暴云電荷結(jié)構(gòu)反演問(wèn)題是復(fù)雜的非線性反演過(guò)程,設(shè)定的模型存在較多的假設(shè)與估計(jì),計(jì)算結(jié)果受很多因素影響,算法的性能直接關(guān)系反演的精度。本文針對(duì)雷暴云電荷結(jié)構(gòu)反演中涉及的問(wèn)題,以如何提高反演擬合優(yōu)度為出發(fā)點(diǎn),將粒子群法和牛頓法通過(guò)鑲嵌混合結(jié)構(gòu)形式結(jié)合,并構(gòu)造混合概率函數(shù)來(lái)控制混合時(shí)機(jī),提出了一種雷暴云等效電荷混合反演算法。通過(guò)對(duì)子算法進(jìn)行選擇,完善了粒子群法、牛頓法的搜索特性,同時(shí)對(duì)粒子群算法約束力和慣性權(quán)重的改進(jìn)提高粒子群的全局搜索能力。選擇鑲嵌混合結(jié)構(gòu)形式通過(guò)建立混合概率密度函數(shù)將牛頓法融入到粒子群方法中。利用與非線性最小二乘法的比較對(duì)提出的算法性能進(jìn)行了評(píng)估,結(jié)果顯示該算法收斂效果良好,擬合優(yōu)度更佳,同時(shí)也未過(guò)分的加大計(jì)算時(shí)間�；谖覀兲岢龅睦妆┰频刃щ姾苫旌戏囱菟惴▽�(duì)雷暴云電荷分布模式的有效性、站點(diǎn)分布的有效性進(jìn)行分析,探討電荷分布模... 

【文章來(lái)源】：南京信息工程大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

由地面電場(chǎng)擬合計(jì)算得到的雷暴云電荷結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的演變特征

測(cè)站的時(shí)間差值。如圖2.2所示，閃電聲波的入射方向可以利用閃電發(fā)生伴隨的聲波到達(dá)麥克風(fēng)陣列每一個(gè)話筒的時(shí)間差來(lái)確定。利用到達(dá)話筒陣的閃電信號(hào)聲光差，對(duì)方向射線進(jìn)行數(shù)學(xué)回歸，可以追蹤到放電源的大概方位。通過(guò)聲音信號(hào)和光脈沖信號(hào)傳播到麥克風(fēng)的時(shí)間差，可以確定聲源點(diǎn)與麥克風(fēng)陣列的距離。若假定大氣是均質(zhì)的，則聲音在空氣中沿直線傳播。這時(shí)，由雷聲信號(hào)的方向射線以及聲源點(diǎn)的距離可以反演得到聲源點(diǎn)的三維信息，通道不同位置的聲源點(diǎn)即可刻畫(huà)出閃電通道。但是該方法單獨(dú)無(wú)法給出電荷量的相關(guān)信息。11

果距離r通過(guò)聲光探測(cè)得到融入，則只需要一個(gè)測(cè)站即可實(shí)現(xiàn)電荷源的定位。圖2.3為他們得到的閃電放電過(guò)程每100ms電荷源的位置（數(shù)字排序?qū)?yīng)于放電的先后順序）。12

【參考文獻(xiàn)】：
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