DB42∕T 1681-2021 闪电定位探测仪定标技术规范

ICS07.060

CCSA47

DB42

湖北省地方标准

DB42/T1681—2021

闪电定位探测仪定标技术规范

Technicalspecificationforcalibrationoflightninglocationdetector

2021-05-12发布2021-07-12实施

湖北省市场监督管理局发布

DB42/T1681—2021

目  次

前言...................................................................................................................................................................III

1范围.................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件.............................................................................................................................................1

3术语和定义.....................................................................................................................................................1

4一般要求.........................................................................................................................................................2

4.1功能要求.................................................................................................................................................2

4.2安装场地要求.........................................................................................................................................2

4.3外观检测.................................................................................................................................................2

4.4数据质量控制.........................................................................................................................................3

4.5工作条件.................................................................................................................................................3

5定标内容与方法.............................................................................................................................................3

5.1主要内容与技术指标.............................................................................................................................3

5.2定标设备要求.........................................................................................................................................3

5.3电源纹波系数抑制与功耗定标.............................................................................................................3

5.4回击处理时间与波形鉴别定标.............................................................................................................4

5.5探测仪检测命令定标.............................................................................................................................4

5.6探测仪一致性定标.................................................................................................................................4

6定标报告与记录.............................................................................................................................................4

6.1定标报告.................................................................................................................................................4

6.2定标测试数据.........................................................................................................................................4

附录A（资料性）定标设备主要性能指标...................................................................................................5

附录B（资料性）闪电定位探测仪定标测试记录表...................................................................................6

参考文献.............................................................................................................................................................11

I

DB42/T1681—2021

前  言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由湖北省气象信息与技术保障中心提出。

本文件由湖北省气象局归口。

本文件起草单位：湖北省气象信息与技术保障中心、宜昌市气象信息与技术保障中心、襄阳市气象

信息与技术保障中心。

本文件主要起草人：李力、陈宁、金琪、陈星、聂成、陈城、李俊、甘少明、李中华、鲁礼炳。

本文件实施应用中的疑问，可咨询湖北省气象局，电话邮箱：

hubeiqixiangfgc@163.com。对本文件的有关修改意见建议请反馈至湖北省气象信息与技术保障中心，

电话邮箱:63477223@。

III

DB42/T1681—2021

闪电定位探测仪定标技术规范

1范围

本文件规定了基于回击辐射电磁场特性的闪电定位探测仪一般要求、定标内容与方法、定标报告与

记录。

本文件适用于基于回击辐射电磁场特性的闪电定位探测仪定标，也可作为其它类型闪电定位探测仪

定标的参考。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T37047—2018基于雷电定位系统(LLS)的地闪密度总则

GB/T38121—2019/IEC62793:2016雷电防护雷暴预警系统

3术语和定义

GB/T37047和GB/T38121界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

闪电lightningflash

大气中发生一次或以上闪击的放电现象。

注：放电现象可发生在云内、云对云、云对其上空高层大气以及云对地之间。

[来源：GB/T38121—2019,3.1]

3.2

云闪cloudlightning

发生在雷暴云内、云间或雷暴云与其上空高层大气之间的非对地放电现象。雷暴云周围大气的非对

地现象。

[来源：GB/T38121—2019,3.1]

3.3

地闪cloud-to-groundlightning

雷暴云与大地之间的放电现象。

[来源：GB/T37047—2018,3.1]

3.4

1

DB42/T1681—2021

回击returnstroke

地闪通道中电荷快速被中和的过程，通常伴随大电流、强电磁辐射和强烈发光现象。

[来源：GB/T37047—2018,3.1]

3.5

闪电定位探测仪lightninglocationdetector

利用闪电回击辐射的声、光、电磁场特性遥测闪电回击放电参数的一种监测雷电发生的自动化气象

探测设备。

3.6

纹波ripple

在直流电压或电流中，叠加在直流稳定量上的交流分量。

3.7

纹波系数ripplecoefficient

电压信号波动的幅度同电压平均值之比，越小说明电压越接近直流，性能越好。

3.8

一致性uniformity

一批探测仪测量同一闪电事件，其测量结果应该在仪器的测量精度以内。

4一般要求

4.1功能要求

4.1.1闪电定位探测仪应能实时探测云闪和地闪辐射的电磁脉冲信号到达探测仪的时间、方位角、强

度、极性等参数，并识别云闪和地闪的波形。

4.1.2闪电定位探测仪应能自动检测设备运行状态。在测试模式下，探测仪产生模拟闪电信号，检测

探测仪的工作状态参数。

4.2安装场地要求

4.2.1闪电定位探测仪30m范围内的地平度应小于±1º，300m范围内的地平度应小于±2º。闪电定

位探测仪不宜安装在建筑物顶部，且四周不能有电磁干扰。

4.2.2闪电定位探测仪四周障碍物对甚低频、低频频段闪电探测天线形成的遮挡仰角不宜大于10°。

4.2.3闪电定位探测仪基座应结构稳定，宜安装在钢筋水泥结构基座或金属基座上。利用水平仪，检

查探测仪基座和天线的东南西北四个方向是否保持水平。若未达到水平，应调节基座螺栓使之达到水平

状态。

4.2.4闪电定位探测仪及外壳应可靠接地，设备接地电阻不大于4 Ω，外壳接地电阻不大于10 Ω，

需经有资质的防雷检测机构检测合格后方可投入使用。

4.3外观检测

4.3.1闪电定位探测仪外观应整洁，无损伤和形变，表面涂层无开裂、脱落现象，玻璃钢罩垫圈无老

化。

4.3.2闪电定位探测仪各零部件应安装正确，牢固可靠，操作部分不应有卡死、松脱现象。

DB42/T1681—2021

4.3.3闪电定位探测仪的电子线路板、接插件、电线电缆应焊接可靠，不应有虚焊、漏焊现象，产品

的标志和字符应清晰、完整、醒目。

4.4数据质量控制

4.4.1自检模块通过探测仪信号判定探测仪的工作状态，异常时应停止探测数据的发送并向闪电定位

系统数据处理中心提供异常状态信息。

4.4.2通过多站数据相干性分析、综合识别、判断以及对误差较大的定位结果复算等方法剔除无用数

据。

4.5工作条件

4.5.1开展定标业务工作时宜选择在晴天时进行，并记录当时的天气状况（现象）、温度和湿度等气

象信息。

4.5.2定标操作应有两名或两名以上专业技术人员。

5定标内容与方法

5.1主要内容与技术指标

闪电定位探测仪定标的主要内容与技术指标应满足表1要求。

表1主要内容与技术指标

定标内容技术指标

电源纹波系数＜30mv

电源功耗（每路）＜5W

单次回击处理时间＜1ms

云地闪、云闪波形鉴别前沿≤18 μs、后延＞10 μs、脉宽大于＞10 μs、后拖＜300 μs

数量一致性≥95%

方位一致性-1°≤方位角差值≤1°

幅值一致性相对误差＜10%

时间一致性同步精度＜3×10-7s

5.2定标设备要求

定标设备应当按计量检定规定定期检测，且在计量检定有效期内，定标设备主要性能指标见附录A。

5.3电源纹波系数抑制与功耗定标

定标方法：示波器探笔×1挡，交流输入，时间为10ms/div,取纹波噪声最大峰峰值为电源噪声。

数据在稳定工作状态下测得，分别填写电源纹波系数抑制与功耗定标测试记录表B.1和表B.2。

5.4回击处理时间与波形鉴别定标

3

DB42/T1681—2021

回击的处理时间包括波形前沿、后沿、脉宽，波形判断之后的两次磁场采集和一次电场采集,通过

示波器可以直接测量回击的处理时间。回击的云地闪波形和云闪波形可以用示波器的测量结果来鉴别。

定标方法：使用探测仪每秒发送一个测试命令，用示波器测试回击波形的各项参数，填写回击处理

时间与波形鉴别定标测试记录表B.3。

5.5探测仪检测命令定标

探测仪设计了完整的自检系统，可以实现从天线到数据输出端口各个功能模块的全数据化检测，并

实时输出检测结果。

定标方法：通过计算机向闪电定位探测仪逐条输入探测仪终端命令，检查闪电定位探测仪对命令的

响应是否符合要求，并填写逐条检测命令定标测试记录表B.4。再通过计算机向闪电定位探测仪输入

selftest命令，待设备状态指示灯显示工作正常后，再输入status命令，显示设备的状态参数，对照

各项参数正常值范围填写工作状态参数定标测试记录表B.5。

5.6探测仪一致性定标

定标方法：在实验室内，通过信号发生器产生多个不同幅值、相同脉宽和相同幅值、不同脉宽的闪

电脉冲模拟信号。将模拟信号同时输入5台闪电定位探测仪，每条信号重复输入100次，使用示波器跟

踪显示模拟闪电信号的幅值和脉宽，用数据处理中心接收5台闪电定位探测仪上传的探测数据，分析

100次模拟闪电数据，得出时间、方位、幅值测量参数的一致性，分别填写幅值一致性与脉冲一致性定

标测试记录表B.6和表B.7。

6定标报告与记录

6.1定标报告

定标完成后，应编制定标报告，主要包括：

a)闪电定位探测系统基本情况；

b)存在的主要问题及建议；

c)当遇有技术参数不满足要求，且在现场未完成处理时的后期措施。

6.2定标测试数据

定标测试数据作为报告的附件，记录表格和形式见附录B。

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附录A

（资料性）

定标设备主要性能指标

表A.1给出了推荐定标设备的主要性能指标。

表A.1定标设备主要性能指标

设备名称主要性能要求

实时带宽500MHz

采样速率1Gsa/s

数字示波器最大存储深度1Mpts

显示技术1024×768XGA

捕获的最小脉宽2ns

频率范围250KHz～6GHz

输出功率范围-136～＋17dBm

信号发生器电平分辨率0.02dB

输出功率准确度±0.6dB

频率分辨率0.01Hz

基本直流精度0.0035%

数字万用表基本交流精度0.06%

基本电阻精度0.1%

刻度盘分划值0.01mm/m

最大测量范围0～10mm/m

示值误差±1mm/m

水平仪范围内±0.01mm/m

全部测量范围内±0.02mm/m

工作面平面性偏差0.003mm

水准器格值0.1mm/m

5

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附录B

（资料性）

闪电定位探测仪定标测试记录表

B.1电源纹波系数抑制与功耗定标

电源纹波系数抑制与功耗定标由纹波系数抑制定标（表B.1）和电源功耗定标（表B.2）组成。表

B.1给出了纹波系数抑制定标的测试记录表。

表B.1纹波系数抑制

电源纹波系数抑制(mv)1号板2号板3号板4号板5号板6号板

-15V

+15V

+5V

恒温晶振

是否合格

表B.2给出了电源功耗定标的测试记录表。

表B.2电源功耗

电源功耗(W)1号板2号板3号板4号板5号板6号板

-15V

+15V

+5V

恒温晶振

是否合格

B.2回击处理时间与波形鉴别定标

表B.3给出了回击处理时间与波形鉴别定标的测试记录表。

表B.3回击处理时间与波形鉴别

回击时间1号板2号板3号板4号板5号板6号板

单次回击处理时间（ms）

前沿（μs）

后沿（μs）

脉宽（μs）

后拖（μs）

是否合格

DB42/T1681—2021

B.3探测仪检测命令定标

探测仪检测命令定标由逐条检测命定定标（表B.4）和工作状态参数定标（表B.5）两部分组成。

表B.4给出了探测仪逐条检测命令定标的测试记录表。

表B.4逐条检测命令

123456

编号命令名称及其缩略形式参数数量功能简述号号号号号号

板板板板板板

1ADCTEST(ADCT)4模数转换器测试

2BAUDRATE(BR)0/1显示或设置通讯波特率

3CLEAR(CLR)0清除全部RAM和复位硬件

4CORRECTIONS(CORT)0显示现行的校正量

5FLASHES(FL)2/0产生测试闪

6FREQUENCY(F)0显示10MHZ恒温槽石英晶振频率值

7HELP(H)0显示探测仪命令的清单

8LIMITS(LIM)0显示自检通过/失败的限定范围

9RATE(R)0/1显示或归零阈值通过率

10RESET(RST)0复位硬件

11SELFTEST(ST)0启动一次自检

12STATUS(S)0显示状态（完整的自检结果）

13STATUS-PERIOD(SP)0/1显示或规定发送状态信息的周期

14TEMPERATURE(T)0显示探测仪舱内的温度

15THRESHOLD(TH)0/1显示或设置阈值

16TIME(TM)0显示当前日期和时间

17TYPETEST(TT)0生成一个连续的通讯测试数据流

18VERSION(V)0显示现行的软件版本

是否合格

表B.5给出了探测仪工作状态参数定标的测试记录表。

表B.5工作状态参数

123456

FITTEDQUANTITYSLOPELIMITSOFFSETLIMITSVARIANCELIMITS号号号号号号

板板板板板板

ADC(FULLRANGE)0.950～1.050-0.050～0.0500.000～50.000

7

DB42/T1681—2021

表B.5工作状态参数（续）

123456

FITTEDQUANTITYSLOPELIMITSOFFSETLIMITSVARIANCELIMITS号号号号号号

板板板板板板

ADC(LOWRANGE)0.950～1.050-0.050～0.0500.000～50.000

NSB-FIELD(-)1.500～4.500-0.300～0.3000.000～50.000

NSB-FIELD(+)1.500～4.500-0.300～0.3000.000～50.000

EWB-FIELD(+)-4.500～-1.500-0.300～0.3000.000～50.000

EWB-FIELD(-)-4.500～-1.500-0.300～0.3000.000～50.000

E-FIELD(+)-4.500～-1.500-0.300～0.3000.000～50.000

E-FIELD(-)-4.500～-1.500-0.300～0.3000.000～50.000

NS/EWRATIO0.700～1.300-0.300～0.3000.000～50.000

是否合格

B.4探测仪一致性定标

闪电定位探测仪一致性定标由幅值一致性定标（表B.6）和脉宽一致性定标（表B.7）两部分组成。

表B.6给出了探测仪幅值一致性定标的测试记录表。

表B.6幅值一致性

闪电定位探测仪幅值一致性定标报告

探测仪型号

站点名称

测试数量

探测仪编号/ID号

模拟信号参数定标指标参数

1、模拟信号幅度：0.3V～10.0V1、数量一致性（探测仪接收到模拟闪电信号的数量）：

2、模拟信号方位角：45°≥95%

3、信号脉冲宽度：5.0μs2、方位一致性：-1°≤方位角差值≤1°

4、信号重复间隔：1s3、幅值一致性：相对误差＜10%

5、信号重复次数：100次4、时间一致性：同步精度＜3×10-7s

定标结果统计分析

预设信号幅值400mV750mV1.00V2.00V5.00V7.50V10.0V

结果说明

实际信号幅值

数量一致性

（占百分比）

方位一致性﹤±1°

(占百分比)

DB42/T1681—2021

表B.6幅值一致性（续）

闪电定位探测仪幅值一致性定标报告

幅值一致性<10%

(占百分比)

时间一致性

<±0.1μs

(占百分比)

时间一致性

<±0.2μs

(占百分比)

时间一致性

<±0.3μs

(占百分比)

是否合格

表B.7给出了探测仪脉冲一致性定标的测试记录表。

表B.7脉冲一致性

闪电定位探测仪脉冲一致性定标报告

探测仪型号