(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
落雷により発生した雷電波が少なくとも３箇所の受信局に到達した時間の差から、この到達時間差を生じさせるような伝搬距離差を持つ地点を算出して落雷位置を標定する方法において、各受信局の水平座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような水平距離差を持つ地点を算出してその地点を仮の落雷位置とし、この仮の落雷位置を基に地表面の凹凸に沿った沿面距離で到達時間差を評価した落雷位置に補正することを特徴とする落雷位置標定方法。
【請求項２】
前記沿面距離は、地表面の凹凸を雷電波の波長程度の空間波長に平滑化して求めることを特徴とする請求項１記載の落雷位置標定方法。
【請求項３】
落雷により発生した雷電波が少なくとも３箇所の受信局に到達した時間の差から、この到達時間差を生じさせるような伝搬距離差を持つ地点を算出して落雷位置を標定する装置において、各受信局の水平座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような水平距離差を持つ地点を算出してその地点を仮の落雷位置とする仮標定手段と、この仮の落雷位置を基に地表面の凹凸に沿った沿面距離で到達時間差を評価した落雷位置に補正する補正手段とを備えたことを特徴とする落雷位置標定装置。
【請求項４】
前記補正手段は、仮の落雷位置から各受信局までの地表面の凹凸に沿った沿面距離を求める沿面距離算出手段と、この沿面距離と仮の落雷位置から各受信局までの水平距離との比を用いて仮の落雷位置から各受信局までを結ぶ線上の地点から各受信局へ水平電波が到達するべき時間を推定する到達時間推定手段と、この推定到達時間の差を用いて落雷位置を標定しなおす再標定手段とからなることを特徴とする請求項３記載の落雷位置標定装置。
【請求項５】
前記沿面距離算出手段は、標高を含む地図情報を提供する地図データベースを検索して得られた仮の落雷位置から各受信局までを結ぶ線上の標高波形を雷電波の波長程度の空間波長に平滑化して地表面の凹凸を表す沿面線を求め、この沿面線の長さを沿面距離として算出することを特徴とする請求項４記載の落雷位置標定装置。
【請求項６】
前記補正手段は、地図上に縦横所定距離間隔の領域群を想定し、各領域毎に領域内の代表点から各受信局までの沿面距離を考慮した落雷位置の補正量を予め設定した補正量マップと、仮の落雷位置が含まれる領域における補正量を参照し、その補正量を仮の落雷位置に適用して落雷位置を補正するマップ参照手段とからなることを特徴とする請求項３記載の落雷位置標定装置。
【請求項７】
落雷により発生した雷電波を受信する少なくとも３箇所の受信局と、各受信局への雷電波の到達時間差を求め、各受信局の座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような伝搬距離差を持つ地点を算出して落雷位置を標定する落雷位置標定装置とを備えた落雷位置標定システムにおいて、前記落雷位置標定装置が請求項３〜６のいずれかに記載の落雷位置標定装置であることを特徴とする落雷位置標定システム。
【請求項８】
落雷により発生した雷電波が少なくとも３箇所の受信局に到達した時間の差から、この到達時間差を生じさせるような伝搬距離差を持つ地点を算出して落雷位置を標定するプログラムにおいて、各受信局の水平座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような水平距離差を持つ地点を算出して得られた仮の落雷位置を入力する入力手順と、標高を含む地図情報を提供する地図データベースを検索する地図データ検索手順と、その地図情報より仮の落雷位置から各受信局までを結ぶ線上の標高波形を編集し雷電波の波長程度のサンプリング間隔に変換して地表面の凹凸を表す沿面線を求める沿面線抽出手順と、この沿面線を距離積分して沿面距離を求める沿面距離算出手順と、この沿面距離と仮の落雷位置から各受信局までの水平距離との比を用いて仮の落雷位置から各受信局までを結ぶ線上の地点から各受信局へ水平電波が到達するべき時間を推定する到達時間推定手順と、この推定到達時間の差を用いて落雷位置を標定しなおす再標定手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする落雷位置標定プログラム。
【請求項９】
落雷により発生した雷電波が少なくとも３箇所の受信局に到達した時間の差から、この到達時間差を生じさせるような伝搬距離差を持つ地点を算出して落雷位置を標定するプログラムにおいて、各受信局の水平座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような水平距離差を持つ地点を算出して得られた仮の落雷位置を入力する入力手順と、この仮の落雷位置を基に地表面の凹凸に沿った沿面距離で到達時間差を評価した落雷位置に補正するために、地図上に縦横所定距離間隔の領域群を想定し、各領域毎に領域内の代表点から各受信局までの上記沿面距離で評価した落雷位置の補正量を予め設定した補正量マップから仮の落雷位置が含まれる領域における補正量を参照し、その補正量を仮の落雷位置に適用して落雷位置を補正する補正量マップ参照手順とをコンピュータに実行させることを特徴とする落雷位置標定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、いくつかの受信局への雷電波の到達時間差から落雷位置を標定する標定方法、装置、システム及びプログラムに係り、特に、地形に依存した誤差がない落雷位置標定方法、装置、システム及びプログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の落雷位置標定方式は、到来時間差方式と呼ばれる。到来時間差方式では、２地点からの距離の差（電波の到達時間の差と同義）が一定な点の軌跡は双曲線として描かれるという原理を応用して考えられている。図１３に示されるように、ある地点に落雷があったとき、落雷により地表付近で発生した電磁波（以下、雷電波という）は、受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３へそれぞれＴ１，Ｔ２，Ｔ３の到達時間で伝搬する。そのとき、各受信局の時刻計測の同期がとられており、雷電波到達時刻が計測できたなら、雷電波到達時刻のみから相互の到達時間差が求められる。すると、上記の原理より任意の２地点からの距離差が求めた到達時間差に対応している双曲線Ｌ１２，Ｌ２３が決定できる。従って、少なくとも３箇所の受信局で雷電波を受信すれば、双曲線Ｌ１２，Ｌ２３の交差点Ｘが雷電波発生地点、つまり落雷位置として標定できる。技術文献として、「落雷位置標定装置（ＬＰＡＳＴ−Ｔ）−電力設備の運用・保守対策支援−，塩田徹，電気現場技術１９９８．７，特集２落雷対策の最新技術動向，Ｐ５８」がある。
【０００３】
図１４に、従来の落雷位置標定システムの構成を示す。図示のように、従来の落雷位置標定システムは、落雷により発生した雷電波を受信する少なくとも３箇所の受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、各受信局への電波の到達時間差を求め、各受信局の水平座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような水平距離差を持つ地点を算出して落雷位置とする落雷位置標定装置Ｈ´とを備える。落雷位置標定装置Ｈ´は、各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の水平座標を記憶した受信局座標メモリ３から各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の水平座標を得て、これを基準に上記原理により落雷位置を標定する。標定結果は、表示装置６に表示され、或いは、メモリに格納され、印刷され、端末へ転送される。
【０００４】
なお、受信局は、３箇所あれば上記原理上、十分であるが、４箇所以上設置しておき、適宜な３局を選択して標定に運用してもよい。使用する受信局の位置が落雷位置から遠距離にあるほうが位置標定が正確であるという経験則もあるので、広域にわたり数箇所の受信局を設置するのが通例である。例えば、鹿島、福島、柏崎、松本等の計６箇所に受信局を設置して関中越地域全域の落雷位置標定が実現されている。
【０００５】
また、水平距離は、実際には地球の丸みに沿った距離であるが、本明細書では簡単のために２点間を直線で結んだ距離として説明している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来の落雷位置標定システムによって標定された落雷位置には誤差が確認されていた。本出願人は、落雷を受けたことが確認できる鉄塔について、実際に落雷を受けた鉄塔の位置と、そのときに落雷位置標定システムによって標定された落雷位置とのずれを調査した。その結果、特定の地域の鉄塔への落雷に対し、特定の受信局組み合わせにおいて、特定の方向、特定の距離の標定位置ずれが起きていることが判明した。
【０００７】
本出願人は、この原因を地形によるものと判断した。即ち、雷電波は、地表面に沿って伝搬する性質がある。地表面に凹凸（起伏ともいう）があれば、伝搬経路は横から見ると直線ではなく凹凸を有することになる。落雷位置から受信局までの雷電波の到達時間は地表面の凹凸に沿った沿面距離に依存するはずであるから、到達時間差は沿面距離で評価するべきである。しかし、従来技術は、地表面を凹凸のない理想的な水平面と見なして上記到来時間差方式を適用しているので、到達時間差は水平距離で評価している。このために、前記した関中越地域の落雷位置標定では受信局から見て山岳地を超えたところにある落雷位置の標定位置ずれが顕著に生じている。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、地形に依存した誤差がない落雷位置標定方法、装置、システム及びプログラムを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明の方法は、落雷により発生した雷電波が少なくとも３箇所の受信局に到達した時間の差から、この到達時間差を生じさせるような伝搬距離差を持つ地点を算出して落雷位置を標定する方法において、各受信局の水平座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような水平距離差を持つ地点を算出してその地点を仮の落雷位置とし、この仮の落雷位置を基に地表面の凹凸に沿った沿面距離で到達時間差を評価した落雷位置に補正するものである。
【００１０】
前記沿面距離は、地表面の凹凸を雷電波の波長程度の空間波長に平滑化して求めてもよい。
【００１１】
また、本発明の装置は、落雷により発生した雷電波が少なくとも３箇所の受信局に到達した時間の差から、この到達時間差を生じさせるような伝搬距離差を持つ地点を算出して落雷位置を標定する装置において、各受信局の水平座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような水平距離差を持つ地点を算出してその地点を仮の落雷位置とする仮標定手段と、この仮の落雷位置を基に地表面の凹凸に沿った沿面距離で到達時間差を評価した落雷位置に補正する補正手段とを備えたものである。
【００１２】
前記補正手段は、仮の落雷位置から各受信局までの地表面の凹凸に沿った沿面距離を求める沿面距離算出手段と、この沿面距離と仮の落雷位置から各受信局までの水平距離との比を用いて仮の落雷位置から各受信局までを結ぶ線上の地点から各受信局へ水平電波が到達するべき時間を推定する到達時間推定手段と、この推定到達時間の差を用いて落雷位置を標定しなおす再標定手段とからなってもよい。
【００１３】
前記沿面距離算出手段は、標高を含む地図情報を提供する地図データベースを検索して得られた仮の落雷位置から各受信局までを結ぶ線上の標高波形を雷電波の波長程度の空間波長に平滑化して地表面の凹凸を表す沿面線を求め、この沿面線の長さを沿面距離として算出してもよい。
【００１４】
前記補正手段は、地図上に縦横所定距離間隔の領域群を想定し、各領域毎に領域内の代表点から各受信局までの沿面距離を考慮した落雷位置の補正量を予め設定した補正量マップと、仮の落雷位置が含まれる領域における補正量を参照し、その補正量を仮の落雷位置に適用して落雷位置を補正するマップ参照手段とからなってもよい。
【００１５】
また、本発明のシステムは、落雷により発生した雷電波を受信する少なくとも３箇所の受信局と、各受信局への雷電波の到達時間差を求め、各受信局の座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような伝搬距離差を持つ地点を算出して落雷位置を標定する落雷位置標定装置とを備えた落雷位置標定システムにおいて、前記落雷位置標定装置が請求項３〜６のいずれかに記載の落雷位置標定装置であるものである。
【００１６】
また、本発明のプログラムは、落雷により発生した雷電波が少なくとも３箇所の受信局に到達した時間の差から、この到達時間差を生じさせるような伝搬距離差を持つ地点を算出して落雷位置を標定するプログラムにおいて、各受信局の水平座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような水平距離差を持つ地点を算出して得られた仮の落雷位置を入力する入力手順と、標高を含む地図情報を提供する地図データベースを検索する地図データ検索手順と、その地図情報より仮の落雷位置から各受信局までを結ぶ線上の標高波形を編集し雷電波の波長程度のサンプリング間隔に変換して地表面の凹凸を表す沿面線を求める沿面線抽出手順と、この沿面線を距離積分して沿面距離を求める沿面距離算出手順と、この沿面距離と仮の落雷位置から各受信局までの水平距離との比を用いて仮の落雷位置から各受信局までを結ぶ線上の地点から各受信局へ水平電波が到達するべき時間を推定する到達時間推定手順と、この推定到達時間の差を用いて落雷位置を標定しなおす再標定手順とをコンピュータに実行させるものである。
【００１７】
また、本発明のプログラムは、落雷により発生した雷電波が少なくとも３箇所の受信局に到達した時間の差から、この到達時間差を生じさせるような伝搬距離差を持つ地点を算出して落雷位置を標定するプログラムにおいて、各受信局の水平座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような水平距離差を持つ地点を算出して得られた仮の落雷位置を入力する入力手順と、この仮の落雷位置を基に地表面の凹凸に沿った沿面距離で到達時間差を評価した落雷位置に補正するために、地図上に縦横所定距離間隔の領域群を想定し、各領域毎に領域内の代表点から各受信局までの上記沿面距離で評価した落雷位置の補正量を予め設定した補正量マップから仮の落雷位置が含まれる領域における補正量を参照し、その補正量を仮の落雷位置に適用して落雷位置を補正する補正量マップ参照手順とをコンピュータに実行させるものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１９】
図１に示されるように、本発明に係る落雷位置標定システムは、落雷により発生した雷電波を受信する少なくとも３箇所の受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３への雷電波の到達時間差を求め、各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような伝搬距離差を持つ地点を算出して落雷位置を標定する落雷位置標定装置Ｈとを備える。
【００２０】
受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、従来より使用していたものである。詳細は図示しないが、受信局は、電波を入力するアンテナと、電波波形を観測・記憶する波形記憶手段と、その電波波形から落雷発生の特徴部分を抽出する特徴抽出手段と、各受信局間で時刻計測の同期をとる同期手段と、特徴部分が抽出された時刻を落雷発生時刻として検出する時刻検出手段と、その検出時刻を当該受信局への雷電波到達時刻として落雷位置標定装置Ｈに通知する通知手段とを備える。
【００２１】
落雷位置標定装置Ｈは、各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の水平座標を基準に各受信局への到達時間差を生じさせるような水平距離差を持つ地点を算出してその地点を仮の落雷位置とする仮標定手段１と、この仮の落雷位置を基に地表面の凹凸に沿った沿面距離で到達時間差を評価した落雷位置に補正する補正手段２とからなる。
【００２２】
仮標定手段１は、基本的には既に説明した従来の落雷位置標定装置Ｈ´である。つまり、本実施形態では、従来の落雷位置標定装置Ｈ´による標定結果を仮の落雷位置としておき、この落雷位置を補正手段２によって補正するという方式を採用している。各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３への雷電波の到達時間差を直接、沿面距離で評価してもよいことは勿論であるが、双曲線を用いた容易な従来方式で仮の落雷位置を求めてから、この仮の落雷位置を基礎にして補正を行う本発明の方式は、実施が簡単で、その標定結果も従来の位置ずれを効果的に改善できることが分かったからである。
【００２３】
３は、受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の座標を記憶している受信局座標メモリである。４は、地図データベースである。５は、標高波形、沿面距離、推定到達時間等の演算中に生じる必要なデータを格納する演算用メモリである。６は、標定結果を表示する表示装置である。標定結果は、図示しない印刷装置、記憶装置、端末装置にも送ることができる。
【００２４】
補正手段２は、仮の落雷位置から各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３までの地表面の凹凸に沿った沿面距離を求める沿面距離算出手段７と、この沿面距離と仮の落雷位置から各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３までの水平距離との比を用いて仮の落雷位置から各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３までを結ぶ線上の地点から各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３へ水平電波が到達するべき時間を推定する到達時間推定手段８と、この推定到達時間の差を用いて落雷位置を標定しなおす再標定手段９とからなる。
【００２５】
沿面距離算出手段７は、標高を含む地図情報を提供する地図データベース４を検索して得られた、仮の落雷位置から各受信局までを結ぶ線上の標高波形を雷電波の波長程度の空間波長に平滑化して地表面の凹凸を表す沿面線を求め、この沿面線の長さを沿面距離として算出するものである。地図データベース４は、例えば、国土地理院数値地図のように既存のものを使用してよい。ただし、国土地理院数値地図は、水平方向５０ｍのサンプリング間隔で標高を提供している。このように既存の地図データベース４から高さ情報を得るときには、後述の理由により、サンプリング間隔を雷電波の波長程度のサンプリング間隔に変換して使用する。例えば、５０ｍのサンプリング間隔のデータを連続４０個分平均して２０００ｍのサンプリング間隔のデータとする。もちろん、本発明の落雷位置標定システム用に雷電波の波長程度のサンプリング間隔で地図データベース４を構築しておいてもよい。
【００２６】
到達時間推定手段８は、後述する式（１）により推定到達時間を演算するものである。
【００２７】
再標定手段９は、推定到達時間から導かれる仮の落雷位置から各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３への水平電波の推定到達時刻を到来時間差方式に適用して落雷位置を標定するものである。再標定手段９には、従来の落雷位置標定装置Ｈ´と同じものを使用することができる。仮標定手段１では実際の受信局の到達時刻を入力して位置標定を行うのに対し、再標定手段９では、推定到達時刻を入力して位置標定を行うことになる。図１の実施形態では仮標定手段１と再標定手段９とが別々になっているが、到達時間推定手段８の出力を仮標定手段１に回帰させる形態でも実施は可能である。
【００２８】
次に、本発明の原理及び動作を説明する。
【００２９】
地上の任意の２地点間には地表面の凹凸がある。例えば、図２に示されるように、仮の落雷位置２１から受信局２２までを水平直線２３で結ぶと、水平距離Ｌh が得られるが、その間には標高データによる標高波形（沿面線）２４を形成することができる。雷電波は、この標高波形２４で表される地表面の凹凸に沿って伝搬する。よって、沿面線を距離積分して得られる沿面距離Ｌs こそが雷電波の到達時間を決定するはずである。
【００３０】
これに対して従来方式では、雷電波が水平伝搬すると見なしている（或いは、地表面を凹凸のない理想的な水平面と見なしている）ので、実際より長い到達時間を使って標定していることになる。真の落雷位置は、受信局２２から見て仮の落雷位置２１より水平距離Ｌh が近いはずである。また、真の落雷位置は、仮の落雷位置２１から受信局２２までを結ぶ線上にあるとは限らない。換言すると、受信局２２から見た方角が仮の落雷位置２１と真の落雷位置とで同じとは限らない。しかし、受信局２２から見た方角を変えてしまうと、沿面線２２の形状も変わってしまう。
【００３１】
そこで、本発明では、方角は変えないで、仮の落雷位置２１から受信局２２までを結ぶ線上に、落雷位置があると暫定的に考える。この暫定的地点から受信局２２へ水平電波が到達するべき時間を推定する。よって、到達時間推定手段８が演算する到達時間補正式は次のようになる。
【００３２】
推定到達時間＝従来方式到達時間×水平距離Ｌh ／沿面距離Ｌs …式（１）
ここで、従来方式到達時間は、受信局２２が検出した雷電波到達時刻から仮標定手段１が出力した落雷発生時刻を差し引いたものである。沿面距離Ｌs は沿面距離算出手段７により求める。水平距離Ｌh は、受信局２２の座標と仮の落雷位置２１の座標とから求めることができる。
【００３３】
到達時間推定手段８は、各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のそれぞれについて式（１）の演算により推定到達時間を求める。３つの暫定的地点はそれぞれ異なり、互いに相手の推定到達時間を満足しないが、３つの推定到達時間を満足する地点は、別に存在し、この地点が真の落雷位置に近いと思われる。本発明は、補正によって、この地点を求めるものである。つまり、落雷位置で発生した水平電波が推定到達時間後に各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３に受信されたものと仮定する。
【００３４】
この推定到達時間に対応する推定到達時刻を計算して再標定手段９に入力する。再標定手段９は、地表面を水平面と見なした到来時間差方式で位置標定を行うものであって、水平電波を各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が受信した場合には正確な位置標定結果を出すことができるので、落雷位置からの水平電波を各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３が受信したものと仮定した推定到達時刻を入力したことにより、落雷位置が正確に標定されることになる。即ち、仮の落雷位置が真の落雷位置に近くなるよう補正される。
【００３５】
次に、沿面距離を求める際の空間波長について説明する。地図データベース４が提供する標高は、水平方向に所定のサンプリング間隔となっている。沿面距離を求める際に、サンプリング間隔が狭いデータを使用する場合とサンプリング間隔が広いデータを使用する場合とでは、算出される沿面距離が異なってしまう。一方、雷電波は、数百ｋＨｚの周波数帯に属し、波長は数千ｍとなる。雷電波の波長以下であるような地表面の凹凸に雷電波が細かく沿って伝搬するとは考えにくい。よって、地表面の凹凸を雷電波の波長程度の空間波長に平滑化しておいて沿面距離を求めるのが妥当と考えられる。
【００３６】
これを証明するために、過去の標定結果に対して沿面距離計算時のサンプリング間隔を可変して本発明を適用してみた。図３〜図８は、実際に落雷があった鉄塔の位置（実雷位置という）を原点にとり、各図共通スケールの座標に標定の位置ずれ分をプロットしたものである。図３は、従来方式によるもの。図４〜図８は、順に、サンプリング間隔（空間波長λ）を５００ｍ，１０００ｍ，２０００ｍ，３０００ｍ，４０００ｍとして本発明を適用したものである。
【００３７】
図３の従来方式では、全体的に原点よりも右側に位置ずれしていると共に、分散が大きい。図４のλ＝５００ｍで平滑化した沿面距離を用いたものでは、全体的に原点よりも左上に位置ずれしていると共に、分散が大きい。図５では、全体的な位置ずれが小さく、分散もやや改善されている。図６、即ち、λ＝２０００ｍで平滑化したときには、標定結果が原点の近傍によく集まっており、位置ずれは最も小さい。図７（λ＝３０００ｍ）、図８（λ＝４０００ｍ）では、全体的に原点よりも僅かに右側に位置ずれしているものの、分散が小さく、従来方式より信頼性が高いと言える。
【００３８】
図９には、図３（×印）と図６（●印）とを合成して示した。●印は×印に比べて位置ずれや分散の度合いが小さく、確度の高い落雷位置標定が達成されていることが分かる。
【００３９】
以上より、地表面の凹凸を雷電波の波長程度の空間波長に平滑化して沿面距離を求めれば、好ましい補正結果が得られることが証明された。
【００４０】
雷電波の波長は、落雷毎に異なるので、落雷を検出した度に受信局で観測した波形から波長解析（周波数解析）して求めてもよい。しかし、本実施形態では、サンプリング間隔をその都度の雷電波波長に合わせて変換に使用するのではなく、知られている平均的な雷電波波長に対応したサンプリング間隔を固定的に使用している。このようにしても、図６〜図８の比較から分かるように、標定結果に極端な誤差は生じない。
【００４１】
次に、本発明の別の実施形態を説明する。
【００４２】
図１０に示されるように、本発明に係る落雷位置標定システムは、図１の実施形態と同様に、落雷により発生した雷電波を受信する少なくとも３箇所の受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３と、各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３への雷電波の到達時間差を求め、各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の座標を基準に前記到達時間差を生じさせるような伝搬距離差を持つ地点を算出して落雷位置を標定する落雷位置標定装置Ｈとを備える。そして、受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３、受信局座標メモリ３、表示装置６は、図１と同様のものである。
【００４３】
落雷位置標定装置Ｈは、各受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の水平座標を基準に各受信局への到達時間差を生じさせるような水平距離差を持つ地点を算出してその地点を仮の落雷位置とする仮標定手段１と、この仮の落雷位置を基に地表面の凹凸に沿った沿面距離で到達時間差を評価した落雷位置に補正する補正手段２とからなる。仮標定手段１は、図１の実施形態と同様に、従来の落雷位置標定装置Ｈ´を用いることができる。
【００４４】
補正手段２は、地図上に縦横所定距離間隔の領域群を想定し、各領域毎に領域内の代表点から各受信局までの沿面距離を考慮した落雷位置の補正量を予め設定した補正量マップ１１と、仮の落雷位置が含まれる領域における補正量を参照し、その補正量を仮の落雷位置に適用して落雷位置を補正するマップ参照手段１２とからなる。
【００４５】
この実施形態は、縦横の距離が適宜に短い狭い領域の中であれば、図１の実施形態で仮の落雷位置から補正する補正量が大体同じであるという観点から、領域毎の補正量をマップ上に展開しておき、仮の落雷位置が得られた時点でマップから補正量を引き当てるようにしたものである。図１１に示した地図上では、所定の緯度・経度の刻みでメッシュを形成し、各領域Ｍの中心Ｐにおける補正量を代表的にその領域Ｍの補正量としている。補正量マップ１１には、領域Ｍに対応するアドレスに補正量が格納される。マップ参照手段１２が当該アドレスから補正量を読み取ることで、図示した仮の落雷位置（稲妻形の先端）Ｘ´に対してその領域Ｍの補正量が適用されることになる。
【００４６】
仮の落雷位置が緯度・経度を使った座標で得られる場合、補正量マップ１１に設定する補正量も緯度・経度の座標シフト量で表しておく。これにより単純に加算して補正を行うことができる。例えば、緯度・経度の刻みが０．００００５度であるような領域分割をしているシステムにおいて、仮の落雷位置Ｘ´が北緯３６．５０００３度、東経１３９．５０００２度であった場合には、その座標が含まれる領域Ｍは北緯３６．５００００度〜３６．５０００５度、東経１３９．５００００度〜１３９．５０００５の領域Ｍである。この領域Ｍに相当するアドレスを補正量マップ１１から検索し、緯度補正量＋０．００００４度、経度補正量−０．００００１度を得たとすると、補正結果は北緯３６．５０００７度、東経１３９．５０００１度となる。
【００４７】
受信局が４箇所以上設置してあり、適宜な３局を標定に運用する場合、同じ領域に対して複数の補正量を設定しておき、仮の標定に使用した受信局の組み合わせでもって補正量を参照できるようにしておく。
【００４８】
なお、メッシュを形成するときの緯度・経度の刻みの大きさは、上記した例に限定されない。刻みを小さくすることで、補正量がより正確になるので、補正量マップ１１を構成するハードウェアの容量的な制約がなければ、刻みを小さくするのが好ましい。
【００４９】
図１０の実施形態では、補正量マップ１１さえ準備しておけば、補正量マップ１１を参照して加算するだけで簡単に補正ができるので、図１の実施形態よりも落雷位置標定装置Ｈの構成が簡素で処理時間も短くなる。補正量マップ１１は、地図データベース４と受信局Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の座標とがあれば計算によって作成でき、地形の変動や受信局の移設・新設がない限り半永久的に使用することができる。また、補正量マップ１１は、落雷位置標定装置Ｈの内部に組み込んでおく必要はなく、通信回線によりアクセスできるようにしておけばよい。
【００５０】
本発明の落雷位置標定方式は、必要な手順をプログラム化しコンピュータに実行させることで実現することができる。即ち、図１２に示されるように、３箇所の受信局からそれぞれ雷電波検出時刻を入力する時刻入力手順Ｓ１、３箇所の受信局への到達時間差を水平距離差と見なした従来方式の標定手順Ｓ２、その標定結果を仮の落雷位置として入力する入力手順Ｓ３、地図データベースを検索する地図データ検索手順Ｓ４、沿面線を求める沿面線抽出手順Ｓ５、沿面距離を求める沿面距離算出手順Ｓ６、仮の落雷位置から各受信局までを結ぶ線上の地点から各受信局へ水平電波が到達するべき時間を推定する到達時間推定手順Ｓ６、この推定到達時間の差を用いて落雷位置を標定しなおす再標定手順Ｓ７などをコンピュータに実行させるプログラムを構成する。時刻入力手順Ｓ１、従来方式の標定手順Ｓ２、図示しない結果表示手順などは従来からあるプログラムをそのまま利用することができる。
【００５１】
また、従来方式の標定手順Ｓ２による標定結果を仮の落雷位置として入力する入力手順Ｓ３と、補正量マップから補正量を参照して仮の落雷位置を補正する補正量マップ参照手順（図示せず）とをプログラム化しコンピュータに実行させてもよい。
【００５２】
補正量マップ１１は、このコンピュータの中にある必要はない。このマップ方式の補正用プログラムを使用するユーザは、インターネットを介し、従来の落雷位置標定システムによる落雷位置の通知を受け、さらにマップ参照サービスを受けることで補正が可能である。サービス提供者側は、インターネットで参照可能な補正量マップ１１を準備するだけで従来システムを大きく変更することなく少ない投資でサービスを拡充することができる。
【００５３】
また、サービス提供者側において、補正を行い、補正済みの落雷位置をユーザに通知するようにしてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は次の如き優れた効果を発揮する。
【００５５】
（１）沿面距離で到達時間差を評価した落雷位置に補正するので、水平距離で評価している従来方式に見られた位置ずれが解消される。
【００５６】
（２）地表面の凹凸を雷電波の波長程度の空間波長に平滑化したので、地表波が実際に伝搬した距離（時間）が標定結果に反映される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す落雷位置標定システムの構成図である。
【図２】本発明に用いる沿面距離の概念を説明するための地形断面図である。
【図３】従来方式による標定位置の誤差分布図である。
【図４】本発明による標定位置の誤差分布図である。
【図５】本発明による標定位置の誤差分布図である。
【図６】本発明による標定位置の誤差分布図である。
【図７】本発明による標定位置の誤差分布図である。
【図８】本発明による標定位置の誤差分布図である。
【図９】従来方式と本発明を重ねた標定位置の誤差分布図である。
【図１０】本発明の一実施形態を示す落雷位置標定システムの構成図である。
【図１１】本発明に用いる補正量マップのための領域分割の概念図である。
【図１２】本発明の落雷位置標定プログラムの流れ図である。
【図１３】到来時間差方式の概念図である。
【図１４】従来の落雷位置標定システムの構成図である。
【符号の説明】
１  仮標定手段
２  補正手段
３  受信局座標メモリ
４  地図データベース
５  演算用メモリ
６  表示装置
７  沿面距離算出手段
８  到達時間推定手段
９  再標定手段
１１  補正量マップ
１２  マップ参照手段
Ｈ  落雷位置標定装置
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３  受信局
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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