基于DBSCAN与网格搜索的雷电定位算法

定位精度是评价雷电定位网络的重要指标之一,定位算法直接影响雷电探测结果的精度.雷电监测系统探测数据误差不可避免,传统定位算法不具备抗误差干扰能力,迭代计算易发散,定位结果精度不高.为了满足实际应用需求,提出一种新的雷电定位算法DG-LLA (DBSCAN and grid-search lighting location algorithm),在定位计算中引入DBSCAN(density-based spatial clustering of applications with noise)方法与网格搜索方法.通过仿真与国家雷电监测网实际定位结果对比分析定位算法性能.结果表明:到达时间差(time difference of arrival,TDOA)法和Taylor级数展开法定位误差较大,仿真区域的均方根误差分别为982 m和668 m;定位中引入DBSCAN方法后,均方根误差明显减小为406 m,引入DBSCAN方法和网格搜索方法后,均方根误差减小为349 m;在相同回击数据条件下,算法DG-LLA与国家雷电监测网相比定位数量更多,回击数据的利用率从43.4％提升到51.5％,新增定位结果周围雷达回波特征较强,定位精度更高.