具体实施方式

下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施例，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施例无关的部分。

在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。

另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。

为至少部分地解决发明人发现的现有技术中的问题而提出本公开。

如图1所示，闪电定位仪测量装置包括：主控模块1、测量控制模块2、闪电波形模拟发生器3、GNSS时间同步模块4、发射天线5、数控衰减模块6、检测校准模块7、开关矩阵8和波形测量模块9。

其中，主控模块1存储有闪电波形特征库；

测量控制模块2用于将所述闪电波形特征库中存储的标准闪电波形信号传输至闪电波形模拟发生器3；

GNSS时间同步模块4用于产生基准闪电脉冲同步信号；

闪电波形模拟发生器3用于根据所述标准闪电波形信号配置参数，并在所述基准闪电脉冲同步信号的同步下生成闪电脉冲，然后将所述闪电脉冲可选择地传输至发射天线5或者数控衰减模块6；

发射天线5或者数控衰减模块6用于将所述闪电脉冲传输至闪电定位仪；

主控模块1用于接收所述闪电定位仪对所述闪电脉冲的测量结果，并根据测量结果得到闪电定位仪的参数。

本公开实施例提供的闪电定位仪测量装置，在实际应用时，与闪电定位仪配合使用，组合构成一个测试系统，为了实现测试系统的网络化和自动化需求，二者的交互是基于网络协议实现，同时，测试系统内部采用客户端、服务端分离式设计，既可以实现灵活的部署，又可以实现远程控制及权限审批的需求。总体而言，测试系统的实现由三个部分组成：客户端、服务端以及闪电定位仪软件服务；其中，客户端以UI交互形式提供给用户的命令输入和结果输出的终端；服务端提供命令收发、测试模块控制、数据处理、数据存储的枢纽；闪电定位仪软件服务为测试系统提供命令收发、返回数据结果的中间件。客户端和服务端的连接支持公网、局域网和本机连接三种方式。

根据本公开的实施例，主控模块1用于控制其他模块协同工作，实现闪电定位仪的功能和性能参数自动测试，主控模块1内置有闪电波形特征库，可以实现各种类型云闪、地闪信号，以指令方式控制闪电波形模拟发生器3产生闪电脉冲信号。

根据本公开的实施例，测量控制模块2用于接收主控模块1的控制指令，产生控制信号，控制其他模块按照指令及控制参数要求协同工作。

根据本公开的实施例，闪电波形模拟发生器3可以产生各种类型云闪、地闪信号，在GNSS时间同步模块1PPS秒脉冲的同步下，产生一个或多个延迟脉冲组成的闪电事件回波信号，且能够根据闪电波形特征库中存储的标准闪电波形信号自动形成设置参数，控制FPGA内部电路按照设置参数运行，输出闪电脉冲。

在本公开方式中，根据所述标准闪电波形信号配置参数包括以下一种或多种：单一闪电事件的脉冲延迟时间、脉冲个数、脉冲间隔时间；以及多个闪电事件的脉冲组合个数、各个脉冲持续时间、各个脉冲间隔时间；以及闪电脉冲幅度、闪电脉冲极性。

具体地，多个闪电事件可以是连续24h连绵不断的闪电事件组合，用于测量闪电定位仪的闪电脉冲检测性能、闪电事件处理能力以及在24h、48h或者72h的长期连续工作的虚警率以及检测概率。

根据本公开的实施例，GNSS时间同步模块4用于产生基准闪电脉冲同步信号，使闪电脉冲具有与闪电定位仪相同的时间基准。

根据本公开的实施例，闪电波形模拟发生器3产生的闪电脉冲可以分两种方式传输至闪电定位仪，一种方式为空间非接触测试方式，另一种方式为注入式测试方式。

具体地，空间非接触测试通过在测量装置内置发射天线辐射闪电脉冲信号，形成空间电磁脉冲，闪电定位仪接收该信号并测量，然后将测量结果通过标准接口发送闪电定位仪测量装置，由测量装置对测量结果统计分析；

注入式测试通过射频电缆连接闪电定位仪接收输入端，数控衰减模块对直接输出的mv级闪电脉冲信号进行幅度控制，然后通过信号源输出接口向闪电定位仪注入闪电脉冲信号，闪电定位仪接收该信号并测量，并通过专用通讯电缆将测量结果发送闪电定位仪测量装置，由测量装置对测量结果统计分析。

本公开实施例提供的闪电定位仪测量装置，采用GNSS时间同步方式形成脉冲延迟时间、脉冲数量、脉冲时间间隔、闪电脉冲极性等可编辑的闪电定位仪测量用脉冲信号源，具有与真实闪电脉冲相同的物理特性，通过发射天线实现空间非接触测试或者通过电缆连接数控衰减模块实现注入式测试，利用上述两种方式中的一种对闪电定位仪测量，能够覆盖产品验收规范中的大部分甚至所有指标，并能够实现自动测试。

根据本公开的实施例，闪电波形模拟发生器3还用于将所述闪电脉冲传输至检测校准模块7；

检测校准模块7与开关矩阵8电连接，并在所述开关矩阵8切换为自检校准通道的情况下，通过波形测量模块9对所述闪电脉冲进行校准；或者经由所述测量控制模块2将所述开关矩阵8切换为外部校准通道的情况下，通过所述波形测量模块9对所述闪电脉冲进行校准；

所述测量控制模块2用于将经过校准的闪电脉冲传输至所述闪电波形模拟发生器3，并经由所述闪电波形模拟发生器3可选择地传输至所述发射天线5或者数控衰减模块6。

在本公开方式中，为了确保闪电定位仪接收到的闪电脉冲与标准闪电波形信号一致，需对闪电脉冲进行校准。校准方式可以为自检校准或者外部校准，当波形测量模块9测得校准参数后反馈给测量控制模块2，然后向闪电波形模拟发生器3发出指令，控制闪电波形模拟发生器3校准闪电脉冲，闪电脉冲经过校准后传输至发射天线5或者数控衰减模块6，然后由闪电定位仪接收进行测量。上述方式能够为闪电定位仪提供更加准确的脉冲信号源，也提高了测量结果的精度。

根据本公开的实施例，所述装置还包括：显示驱动模块10与触摸屏11；所述显示驱动模块10分别与所述主控模块1、触摸屏11电连接。

参见图2，闪电定位仪测量装置的前面板布局为两大分区，显示区与按键区，主辅搭配，显示区面积约占前面板总面积60％，以强调显示为主的主辅设计搭配，按键区在右侧边，设置电源开关按键，符合自然抬手操作，双目直视，手眼自然协同的操作观察习惯。显示屏采用8寸触摸屏，手动测试时的参数设置和测试控制通过触摸屏按键控制。

根据本公开的实施例，所述装置还包括：电池与电源模块12和AC-DC模块，用于为所述装置供电。具体可以采用交直流两用模式，内置锂离子电池和充电口，方便携带和测试。

如图3所示，所述装置配置有CH接口CH1(13)、CH2(14)、信号源输出接口15以及标准接口16；其中，所述CH1、CH2用于外部校准通道的测量接口，也可以作为通用示波器接口使用，或者用于外部信号波形测量接口，例如测试测试闪电定位仪电压和电流(配电流互感器)时使用：所述信号源输出接口15用于通过电缆将所述闪电脉冲注入所述闪电定位仪；所述标准接口16用于接收所述闪电脉冲的测量结果。

根据本公开的实施例，所述装置还配置有同步接口17、GNSS接口18、网口19或者USB接口20；其中，所述同步接口17用于外部信号波形测量，例如在测试闪电定位仪电源纹波时使用；所述GNSS接口18用于连接GNSS天线，闪电定位仪在室内测试时，GNSS天线通过电缆连接放置在室外与卫星信号通视的位置，接收到的卫星信号越多越好；所述GNSS天线与所述GNSS时间同步模块电连接；所述网口19用于连接网络实现远程控制；所述USB接口20用于导出文件。

根据本公开的实施例，所述闪电定位仪的参数包括：功能参数和性能参数；

其中，所述功能参数的检查项目包括以下一种或多种：

数据格式检查、运行状态检查、存储能力检查、数据传输检查、终端操作检查、软件更新检查、GNSS时间同步模块检查、自检功能检查、闪电极性识别检查、全波形闪电数据检查；

所述性能参数的检查项目包括以下一种或多种：

时间精度检查、回击事件处理时间检查、功耗检查、电源检查。

具体地，数据格式检查：检查闪电定位仪输出的探测数据的参数和数据符合标准格式，通过电缆连接闪电定位仪，发送闪电脉冲，接收闪电定位仪数据，检查数据格式。

运行状态检查：检查闪电定位仪是否能每分钟输出一次运行状态数据，且状态数据符合标准格式。状态数据到报率98％以上，通过电缆连接闪电定位仪，发送闪电脉冲，接收闪电定位仪数据，检查数据情况。

存储能力检查：检查闪电定位仪是否能存储至少7天探测数据，通过电缆连接闪电定位仪，发送闪电脉冲，接收闪电定位仪数据，检查数据存储能力，数据存储总量实际不小于2GB。

数据传输检查：检查闪电定位仪的通讯接口和通讯参数是否满足《VLF/LF雷电闪电定位仪功能规格需求书》的要求。通过电缆连接闪电定位仪，发送闪电脉冲，接收闪电定位仪数据，在仪表显示终端，通过SETCOM命令，设置波特率9600、19200、38400、57600、115200bps，数据位为8位，停止位为1位，无校验位。通过查看状态数据，判断数据传输是否正常。

终端操作检查：检查闪电定位仪的终端操作命令是否符合《VLF/LF雷电闪电定位仪功能规格需求书》的要求。通过电缆连接闪电定位仪，发送闪电脉冲，接收闪电定位仪数据，通过仪表显示终端向闪电定位仪逐条输入《VLF/LF雷电闪电定位仪功能规格需求书》定义的终端操作命令，检查闪电定位仪对命令的响应是否符合要求。

软件更新检查：在不更改任何硬件设备的前提下，测试是否可以通过仪表显示终端对探测仪中的嵌入式软件进行升级。使用仪表显示终端升级探测仪中的软件，如果探测仪软件版本号发生变化，表示软件升级成功。

GNSS时间同步模块检查：检查探测仪在GNSS对时失效时能否发出提示信息。屏蔽或拔掉探测仪GNSS天线，使GNSS对时不成功，查看仪表显示终端接收到的探测仪发出的提示信息。状态数据中GPS信息为E001、C001和其他。对时不成功时显示非E001、C001。

自检功能检查：检查探测仪是否具备自检功能，检查自检输出的参数。在仪表显示终端输入AUTOCHECK命令，查看探测仪返回的参数是否正确。

闪电极性识别检查：检查闪电定位仪能否正确识别极性相反的模拟闪电信号。通过电缆连接闪电定位仪，发送闪电脉冲，接收闪电定位仪数据，查看探测仪输出的脉冲数据，脉冲类型与浪涌发生器产生的脉冲极性相符则判定功能正常。

全波形闪电数据检查：检查探测仪是否输出全波形闪电数据、时间延迟低于10分钟。通过电缆连接闪电定位仪，发送闪电脉冲，接收闪电定位仪数据，查看探测仪输出的脉冲数据，核对探测仪输出波形数据字段，检查波形数据格式是否满足业务要求。检查波形数据内的时间字段与接收时间之间的延时小于10分钟。波形数据格式参照设备厂家定义数据格式。

时间精度检查：时间精度指标要求优于10^-7s，通过电缆连接闪电定位仪，或通过天线发送闪电脉冲，接收闪电定位仪数据，记录探测仪秒脉冲测量结果，对比测量值与秒脉冲误差，利用十次测量结果，统计时间精度，测量均方根误差为：

式中：N为测量样本数量，取最少10个秒脉冲；Δt为时间测量误差，以秒脉冲为真值，连续10个测量时间戳与秒脉冲去模糊后的测量误差(≤1s为有效值)。

回击事件处理时间检查：回击事件处理时间指标要求：小于1ms。通过电缆连接闪电定位仪，或通过发射天线发送闪电脉冲，接收闪电定位仪数据，记录探测仪结果数据输出时间戳，对比测量值与秒脉冲误差，利用十次测量结果，统计回击事件处理时间，取最大值。

功耗检查：探测仪功耗指标要求：小于20W。通过电缆连接闪电定位仪，或通过天线发送闪电脉冲，闪电定位仪在工作状态，仪表自动测量闪电定位仪功耗。

电源检查：探测仪供电电源指标要求：AC187V～AC242V；纹波要求：Vpp小于150mV；通过电缆连接闪电定位仪，通过仪表内部波形测量模块自动测量闪电定位仪电源纹波。

根据本公开的实施例，所述装置还包括：电磁屏蔽测试仓，用于屏蔽外部电磁干扰信号。优选地，采用折叠磁屏蔽板构建屏蔽测试仓。

如图4所示，所述电磁屏蔽测试仓包括：中空套筒21和支架22；所述支架具有一支撑面，所述支撑面位于所述中空套筒21内，用于放置所述闪电定位仪A。

本公开实施例提供的闪电定位仪测量装置，基于GNSS时间同步技术、集成发射天线技术、可折叠电磁屏蔽仓技术、仿真检测技术等，结合闪电波形特征库、内置波形测量模块，形成不同空间击穿维度、不同击穿电流、不同电磁脉冲到达时间、不同类型闪电脉冲组合、不同闪电时间组合并持续发射，构建多参数、多类型闪电定位仪测量仿真环境，实现了空间非接触测试和注入式测试，覆盖面广、集成度高、可靠性高、维修性好，能够完成闪电定位仪及其它雷电装备测试，架构简单、连接方便、使用安全、操作舒适、性能优良。

以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。