闪电监测系统、方法和装置制造方法及图纸

一种便携式通信装置，包括：位置监测单元，被配置为确定所述便携式通信装置的位置；闪电监测单元，被配置为确定雷击与所述便携式通信装置之间的距离；以及射频电路，被配置为经由通信网络输出表示所述便携式通信装置的位置以及所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据。一种系统，包括：闪电监测数据库；以及分析单元，被配置为：经由通信网络从便携式通信装置接收表示所述便携式通信装置的位置以及雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据；部分地基于从所述雷击到所述便携式通信装置的位置的距离来确定所述雷击的位置；以及将所述雷击的位置存储到所述闪电监测数据库中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】闪电监测系统、方法和装置
技术介绍
闪电是云内的带电区域之间或者云与行星的表面之间的静电放电。存在四种基本类型的闪电：云内闪电；云间闪电；云空闪电；以及云地闪电。云间闪电普遍发生在雷雨的开始时。气象局使用闪电监测系统与天气雷达结合来定位并追踪雷雨。存在三种基本类型的闪电监测系统：使用多个监测器的基于地的系统；移动监测系统(通常在航空器上)；以及基于空间的系统。每种闪电监测系统都具有它们自身的局限性。由于移动监测系统利用衰减而非三角测量来确定闪电位置，因此移动监测系统可能难以辨别是弱的雷击在靠近还是强的雷击在远去。由于基于空间的闪电监测系统与移动监测系统或基于地的系统相比花费更多的时间去传播信息，因此来自基于空间的闪电监测系统的信息对于诸如空中导航的实时应用程序来说价值有限。诸如美国国家气象局等的气象局使用基于地的闪电监测系统，这些基于地的闪电监测系统使用来自多个位置的多个监测器的三角测量来确定雷击的位置。例如，国家雷电监测网(NLDN)包括贯穿美国大陆而分布的大约100个基于地的监测器。这些监测器感测雷击的电磁信号，并且经由卫星将数据发送至美国亚利桑那州的图森的中央处理位置，该中央处理位置通过对三个或更多个信号进行三角测量来估计雷击的位置。传统的基于地的闪电监测系统也存在一些缺陷。最显著的缺陷是由于有限数量的基于地的监测器而引起精度不够。由于基于地的闪电监测器之间相隔可能数百英里，因此即使最先进的基于地的闪电监测系统的精度也是受限制的。由于可能是一个监测器监测发起云上的闪电的位置而另一个监测器监测接收云上的闪电的位置，因此利用传统的基于地的监测系统来监测云间闪电尤其困难。为了在可接受的误差范围内监测并定位云间闪电，基于地的闪电监测系统在监测范围内需要至少三个监测器。由于基于地的闪电监测器的数量受限，因此传统的基于地的闪电监测系统低估云间闪电。在监测云空闪电的情况下，传统的基于地的闪电监测器也具有类似的缺陷。可以通过增加基于地的监测器的数量来提高传统的基于地的闪电监测网络的精度。然而，每次制造、部署以及维护基于地的监测器时，网络的成本都增加。因此，需要提高闪电监测网络的精度的同时降低基于地的监测器的制造、部署和维护的成本。
技术实现思路
为了克服现有技术中的这些缺陷和其它缺陷，提供示例性实施例的多个方面。根据示例性实施例的一个方面，提供一种系统，包括：闪电监测数据库；以及分析单元，被配置为：经由通信网络从便携式通信装置接收表示所述便携式通信装置的位置以及雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据；部分地基于所述便携式通信装置的位置以及所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离来确定所述雷击的位置；以及将所述雷击的位置存储到所述闪电监测数据库中。根据示例性实施例的另一个方面，提供一种便携式通信装置，包括：位置监测单元，被配置为确定所述便携式通信装置的位置；闪电监测单元，被配置为监测雷击并确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离；以及射频电路，被配置为经由通信网络输出表示所述便携式通信装置的位置以及所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据。根据示例性实施例的另一个方面，提供一种闪电监测方法，其包括：经由通信网络从便携式通信装置接收表示所述便携式通信装置的位置以及雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据；部分地基于所述便携式通信装置的位置以及所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离来确定所述雷击的位置；以及将所述雷击的位置存储到闪电监测数据库中。附图说明通过参考附图可以更好地理解示例性实施例的各方面。附图中的组件不一定按比例，而是重点在于示出示例性实施例的原理。图1是示出传统的基于地的闪电监测系统的自上而下视图。图2A是根据本专利技术的示例性实施例的基于地的闪电监测系统的自上而下视图。图2B是图1所示的传统的基于地的闪电监测系统的侧视图。图2C是图2A所示的基于地的闪电监测系统的侧视图。图3是根据本专利技术的示例性实施例的通信装置的概要图。图4A是根据本专利技术的示例性实施例的通信装置的电场监测器的概要图。图4B是示出使用根据本专利技术的示例性实施例的图4A所示的电场监测器的触摸感测和电场监测的方法的流程图。图5是根据本专利技术的示例性实施例的图2A所示的闪电监测系统的另一概要图。具体实施方式现在将参照附图来详细说明本专利技术的示例性实施例，在这些附图中，相同的附图标记代表相同的元素或步骤。图1是传统的基于地的闪电监测系统100的自上而下视图。如图1所示，基于地的闪电监测系统100包括基于地的闪电监测器101、102和103。监测器101、102和103被配置为监测雷击110，估计各个监测器与雷击110之间的距离，以及将该距离通信至中央处理器(未图示)，其中该中央处理器被配置为通过对雷击110的位置和已知的基于地的监测器的位置进行三角测量来估计雷击110的位置。响应于云地雷击110，闪电监测器101估计从监测器101到雷击110的距离131，并且闪电监测器102估计从监测器102到雷击110的距离132。如果雷击在第三个闪电监测器的可监测范围内，则传统的闪电监测系统100仅可以区分位置110处的雷击和位置110’处的雷击。在本示例中，由于闪电监测器103位于估计从监测器103到雷击110的距离133的范围内，因此传统的闪电监测系统100仅能够确定雷击110的位置。图2A是根据本专利技术的示例性实施例的基于地的闪电监测系统200的自上而下视图。如图2A所示，闪电监测系统200包括遍布在地球上的多个位置处的多个闪电监测器210。由于闪电监测器210的数量大于传统的闪电监测器101～103的数量，因此闪电监测系统200的精度和可靠度显著大于传统的闪电监测系统100的精度和可靠度。在图2A所示的示例中，闪电监测系统200包括闪电监测器210a、210b和210c，并且无论传统的闪电监测器103是否位于监测雷击110的范围之内，均可以确定雷击110的位置。与传统的闪电监测系统100相比，闪电监测系统200还具有增大的垂直范围。图2B是传统的闪电监测系统100的侧视图。简便起见，示出了两个传统的基于地的闪电监测器101和102。但是，相同的分析适用于需要用于三角测量的至少三个监测器的系统。如图2B所示，传统的基于地的闪电监测器101和102各自具有范围R。各个范围R的重叠使得传统的闪电监测系统100具有有效的垂直范围H100。图2C是包括闪电监测器210a和210b的闪电监测系统200的侧视图。在假定闪电监测器210a和210b与传统的基于地的闪电监测器101和102具有相同的范围R的情况下，闪电监测器210a和210b的接近使得闪电监测系统200具有比传统的闪电监测系统100的有效垂直范围H100大的有效垂直范围H200。闪电监测系统200可以与传统的闪电监测系统100相结合。例如，各个闪电监测器210可以将闪电监测器210与雷击110之间的距离输出至传统的闪电监测系统100所使用的同一中央处理器。通过将传统的基于地的闪电监测器101、102和103所进行的监测与多个闪电监测器210所进行的监测相结合，闪电监测系统200的精度显著大于传统的闪电监测系统100的精度。还可以将基于地的闪电监测系统200与一个或多个移动闪电监测系统和/或基于空间的闪本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：闪电监测数据库；以及分析单元，被配置为：经由通信网络从便携式通信装置接收表示所述便携式通信装置的位置以及雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据；部分地基于从所述雷击到所述便携式通信装置的位置的距离来确定所述雷击的位置；以及将所述雷击的位置存储到所述闪电监测数据库中。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.16 US 62/025,2901.一种系统，包括：闪电监测数据库；以及分析单元，被配置为：经由通信网络从便携式通信装置接收表示所述便携式通信装置的位置以及雷击与所述便携式通信装置之间的距离的数据；部分地基于从所述雷击到所述便携式通信装置的位置的距离来确定所述雷击的位置；以及将所述雷击的位置存储到所述闪电监测数据库中。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述便携式通信装置包括一个或多个天线，并且所述便携式通信装置被配置为：使用所述一个或多个天线将所述数据输出到所述通信网络；以及基于所述一个或多个天线所接收到的射频信号来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述便携式通信装置被配置为通过使用所述一个或多个天线监测射频电磁信号来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述一个或多个天线包括两个天线，并且所述便携式通信装置被配置为通过监测所述两个天线所接收到的两个信号之间的相位差来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述便携式通信装置包括显示器和接近传感器，并且所述便携式通信装置被配置为：在所述接近传感器确定为所述便携式通信装置处于对象的预定距离以内的情况下，去激活所述显示器；以及基于所述接近传感器的输出来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述便携式通信装置包括显示器和环境光传感器，并且所述便携式通信装置被配置为：基于所述环境光传感器的输出来调整所述显示器的亮度；以及基于所述环境光传感器的输出来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述便携式通信装置包括照相机，并且所述便携式通信装置被配置为：基于所述照相机的输出来获取静止图像和/或运动影片；以及基于所述照相机的输出来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述便携式通信装置包括触摸板，并且所述便携式通信装置被配置为基于所述触摸板所监测到的电场的变化来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述触摸板是包括多个导电迹线的电容式触摸板，并且所述便携式通信装置被配置为：驱动两个或多个所述导电迹线；以及基于两个或多个所述导电迹线的自电容来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。10.根据权利要求8所述的系统，其中，所述触摸板是包括多个导电迹线的电容式触摸板，多个所述导电迹线包括多个导电行和多个导电列，并且所述便携式通信装置被配置为：依次驱动所述导电列或所述导电行；以及基于所述导电列与所述导电行之间的交互电容来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离。11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述触摸板是包括多个导电迹线的电容式触摸板，多个所述导电迹线包括多个导电行和多个导电列，并且所述便携式通信装置被配置为：驱动两个或多个所述导电迹线；基于两个或多个所述导电迹线的自电容来确定所述雷击与所述便携式通信装置之间的距离；基于多个所述导电迹线的自电容来确定一个或多个手指或导电触针是否接近所述触摸板；响应于确定为一个或多个手指或导电触针接近所述触摸板而依次驱动所述导电列或所述导电行；以及基于所述导电列与所述导电行之间的交互电容来确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·T·康多，
申请(专利权)人：气象预报公司，
类型：发明
国别省市：美国,US