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龍圖騰網獲悉中國科學院大氣物理研究所申請的專利一種集成光電磁的對流層閃電探測系統獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN120370044B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-12發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202510652058.2，技術領域涉及：G01R29/08；該發明授權一種集成光電磁的對流層閃電探測系統是由劉明遠;郄秀書;孫竹玲;蔣如斌;王東方;袁善鋒;張鴻波設計研發完成，并于2025-05-20向國家知識產權局提交的專利申請。

本一種集成光電磁的對流層閃電探測系統在說明書摘要公布了：本發明公開一種集成光電磁的對流層閃電探測系統，包括：探測器、飛行平臺、地面中心。探測器設有三維電場探測儀、三維磁場探測儀、圖像采集器、分光光度計、GNSS導航系統、六軸傳感器等。GNSS接收裝置采用載波相位差分（RTK）通過測量天線之間的相位差，獲得兩個GNSS接收裝置相對于真北的方位角，經過六軸傳感器姿態傾角修正得到探測器的ECEF坐標，經過坐標轉換的得到以地面中心為原點的ENU坐標系。圖像采集器拍攝閃電圖像，分光光度計甄別閃電放電類型，三維電場探測儀探測矢量電場強度，三維磁場探測儀探測矢量磁場強度，探測系統通過多維度技術，集成光、電、磁三類傳感器，突破單一傳感器局限性，組成一個集成光電磁的對流層閃電探測系統。

本發明授權一種集成光電磁的對流層閃電探測系統在權利要求書中公布了：1.一種集成光電磁的對流層閃電探測系統，其特征在于：包括：探測器（100）、飛行平臺（200）、地面中心（300）； 所述探測器（100）主體為球狀的器材倉（101），器材倉（101）向外延伸六個懸臂（102），其中水平向二對，垂直向一對，三對懸臂（102）相互垂直，每個懸臂（102）的外端部設有球形的探頭（103），懸臂（102）內設有條狀的電極（104），電極（104）一端連接探頭（103），另一端采用屏蔽線連接電荷放大器（105），兩個探頭（103）和對應的電極（104）與一個電荷放大器（105）共同組成一個電場探測器，三個方向的電場探測器構成三維電場探測儀（106）；一對懸臂（102）上對應設有兩個GNSS接收裝置（107）；所述器材倉（101）內設置有四個圖像采集器（110）和四組分光光度計（111），分光光度計（111）對應設置在圖像采集器（110）的下方，每一組分光光度計（111）由兩個APD傳感器（112）組成，分別連接光度放大器（113），一個APD傳感器（112）加裝紅光濾鏡，另一個APD傳感器（112）加裝藍紫光濾鏡；器材倉（101）內還設置有三維磁場天線（120），六軸傳感器（130），溫度傳感器（140）；所述三維磁場天線（120）由三個相互垂直的磁棒線圈組成，三個磁棒線圈分別與三對懸臂（102）平行，三維磁場天線（120）分別連接磁場放大器（121），構成三維磁場探測儀（122）；所述六軸傳感器（130）的x軸和y軸分別與二對水平向懸臂（102）平行，z軸與垂直向懸臂（102）平行； 所述六軸傳感器（130）中的三軸姿態傳感器探測六個懸臂（102）的姿態，計算二對水平向懸臂（102）與水平面的傾角，三軸加速度傳感器測量探測器（100）運動過程中的加速度大小和方向；所述兩個GNSS接收裝置（107）采用載波相位差分通過測量天線之間的相位差，獲得兩個GNSS接收裝置相對于真北的方位角，經過六軸傳感器（130）姿態傾角修正得到探測器（100）的ECEF坐標，根據ECEF坐標確定真北方向，經過坐標轉換的得到以地面中心（300）為原點（x 0,y 0,z 0）的ENU坐標系； 所述圖像采集器（110）記錄閃電圖像位置，得到閃電相對于探測器（100）在ENU坐標系的方位角φ和仰俯角θ；電場探測儀（106）探測電場強度和磁場探測儀（122）探測磁場強度，采用振幅頻譜法計算出閃電距探測器（100）的距離r，通過閃電相對于探測器（100）方位角φ、仰俯角θ和距離r獲得閃電的ENU坐標，計算出閃電相對于地面中心（300）的方位角φ′、仰俯角θ′和距離r′； 所述分光光度計（111）的視角與圖像采集器（110）的視角相同，加裝紅光濾鏡和藍紫光濾鏡的分光光度計（111），探測圖像采集器（110）記錄閃電是電暈放電還是電弧放電，藍紫光通道信號顯著強于紅光通道對應電暈放電，紅光通道信號顯著強于藍紫光對應電弧放電，分析對流層閃電類型，研究電荷分布與放電能量； 所述圖像采集器（110）采集閃電圖像，所述分光光度計（111）甄別閃電放電類型，所述三維電場探測儀（106）探測矢量電場強度，所述三維磁場探測儀（122）探測矢量磁場強度，結合光強、電場變化率與磁場峰值，通過能量積分估算放電能量W，組成一個集成光電磁的對流層閃電探測系統； 所述圖像采集器（110）拍攝的圖像前后兩幀亮度差求和、分光光度計（111）的信號強度、三維電場探測儀（106）探測的電場強度和三維磁場探測儀（122）探測的磁場強度，達到設定的閾值時，都能作為觸發信號觸發所有采集數據儲存，并標記坐標和時間差； 所述探測器（100）設有數據處理單元（1），包括ACD模數轉換器（2）、運算模塊（3）、數據存儲模塊（4）、數據傳輸模塊（5）、電源（6），探測器（100）采集的閃電圖像、電場強度、磁場強度、光電信號、環境溫度、坐標數據，經過運算模塊（3）運算，存儲在數據存儲模塊（4），數據通過數據傳輸模塊（5）以無線方式回傳至地面中心（300），地面中心（300）對標記時間戳的數據進行解調，得到對流層閃電探測結果。

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