Time synchronization of electric field measurement and highspeed video registration at the lightning observation station in Rzeszow, Poland

摘要

Synchronizacja czasowa jest jednym z najtrudniejszych zadań podczas rejestracji zjawisk piorunowych. Precyzyjna synchronizacja zapewnia możliwość precyzyjnej identyfikacji poszczególnych wyładowań z danymi komercyjnych systemów lokalizacji wyładowań atmosferycznych. Celem artykułu jest przedstawienie I analiza przebiegów piorunowego pola elektrycznego zarejestrowanych na stacji obserwacji wyładowań atmosferycznych Politechniki Rzeszowskiej. W pracy opisano najnowsze modyfikacje systemu w kontekście synchronizacji czasowej oraz wyzwalania procesu rejestracji. W tym celu przygotowano zestaw funkcji w programie Matlab. Synchronizację z UTC wyjaśniono poprzez jednoczesną analizę przebiegów pola elektrycznego oraz sygnału z odbiornika GPS. Dokonano weryfikacji pracy optycznego wyzwalacza rejestracji. Testy przeprowadzono w laboratorium wysokich napięć. Rezultaty badań uwidoczniły dobre parametry wyzwalacza optycznego I wskazały na możliwość zastosowania tej techniki podczas rejestracji szybką kamerą oraz aparatem fotograficznym.%Time synchronization is one of the most difficult tasks during the registration of lightning phenomena. Precise synchronization helps to identify particular strokes with data from commercial lightning location systems. This paper is aimed to present and analyze GPS synchronized recordings of the lightning electric field from the lightning observation station installed at the Rzeszow University of Technology, Poland. Synchronization with UTC was achieved by the simultaneous analysis of the electric field waveforms and the signal from the GPS receiver. Several improvements were made regarding synchronization and triggering of the system. For this purpose a set of functions in Matlab has been prepared. In order to explain used algorithms, lightning electric field waveforms and the GPS signal were analyzed simultaneously. Performance of the optical trigger was verified in high voltage laboratory. Results showed a good performance of this technique and suggested to use it during the high-speed camera and DSLR registration.