СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДАЛЬНОСТИ ДО МОЛНИЕВЫХ РАЗРЯДОВ Российский патент 1998 года по МПК G01S13/95 

Изобретение относится к радиотехническим средствам пассивной локации источников электромагнитного излучения, в частности к способам однопунктовой дальнометрии молниевых разрядов облако-земля, и может быть использовано в метеорологии и в гражданской авиации для оперативного контроля грозовой деятельности на расстояниях 300 - 1500 км.

Известен способ однопунктовой дальнометрии молниевых разрядов [1]. Этот способ основан на использовании зависимости отношения спектральных плотностей магнитной и электрической составляющих электромагнитного сигнала молниевого разряда - атмосферика от дальности до источника и состоит в том, что 1) принимают вертикальную электрическую и две горизонтальные, ортогональные магнитные составляющие атмосферика, 2) фильтруют все три составляющие в одинаковой узкой полосе частот, 3) усиливают их, 4) образуют модуль суммарного магнитного сигнала, 5) определяют амплитуду полученной величины, 6) образуют модуль электрического сигнала, 7) определяют амплитуду полученной величины, 8) сигнал, полученный по п. 5, делят на сигнал, полученный по п. 7, 9) используют полученную при этом величину для определения дальности до молниевого разряда.

Недостатками данного способа являются малая дальность действия и большая погрешность в оценке дальности, вызванные малым относительным различием спектральных плотностей магнитной и электрической составляющих атмосферика на расстояниях, превышающих 100 км.

Наиболее близким к заявленному техническим решениям, принятым в качестве прототипа, является способ однопунктового определения дальности источника грозового разряда [2]. Это способ основан на использовании зависимости интервалов времени между пространственными и земным сигналами в атмосферике от дальности до молниевого разряда и состоит в том, что 1) принимают атмосферик, состоящий из земного и Q (Q≥1) пространственных сигналов, на всенаправленную электрическую антенну, 2) усиливают принятый сигнал атмосферика, 3) фильтруют его в широкой полосе частот 4) задерживают по времени, 5) проверят полученный при этом сигнал Z(t) на его соответствие каждой из N заранее установленных градаций дальности L_n (n=1 - N) до молниевого разряда, для этого N-кратно параллельно обрабатывают сигнал, причем при каждой n-й обработке 6) образуют начальный анализируемый сигнал Z_n(t)=Z(t), 7) осуществляют в сигнале Z_n(t) взаимную компенсацию земного и Q пространственных сигналов, для чего последовательно в каждый момент времени t от t=0 до t=T, где T - ожидаемая длительность земного сигнала, 8) образуют вспомогательную величину W как взвешенную среднюю величину из значений сигнала Z_n(t) в момент времени t и в Q моментах времени, отстающих от t на установленные заранее интервалы времени, равные ожидаемым для дальности L_n интервалам времени между моментами прихода соответствующих пространственных сигналов и земного сигнала, 9) переходит к новым значениям сигнала Z_n(t) в те же моменты времени путем вычитания из предыдущих Z_n(t) в те же моменты времени полученного W, домноженного на установленные заранее коэффициенты, равные ожидаемым отношениям амплитуд соответствующих пространственных и земного сигналов, 10) циклически повторяют преобразования по пп. 8, 9 установленное заранее число раз, 11) образуют выходной сигнал, обратно пропорциональный энергии результирующего сигнала Z_n(t) на установленном заранее интервале времени, содержащем земной и Q пространственных сигналов, 12) запоминают его, 13) сравнивают выходные сигналы, полученные при N параллельных обработках, по величине, 14) определяют обработку с максимальным выходным сигналом, 15) дальность, соответствующую этой обработке, принимают за дальность до молниевого разряда.

Недостатком указанного способа является погрешность дальнометрии, вызванная неполной компенсацией земного и пространственных сигналов при обработке, соответствующей истинной дальности до молниевого разряда, вследствие различия их форм, так как пространственные сигналы растянуты по времени относительно земного сигнала из-за того, что отражение пространственных лучей происходит от слоя ионосферы толщиной в несколько километров.

Целью изобретения является повышение точности определения дальности до молниевых разрядов путем введения перед N-кратной параллельной проверкой атмосферика на соответствие N градациям дальности нелинейного сжатия атмосферика по времени для компенсации растяжки пространственных сигналов в атмосферике.

Поставленная цель достигается тем, что по способу дальнометрии молниевых разрядов, включающему прием атмосферика, содержащего земной и Q пространственных сигналов, на вертикальную электрическую антенну, усиление принятого сигнала атмосферика, его фильтрацию в требуемой широкой полосе частот и задержку по времени, проверку полученного при этом сигнала Z(t) на его соответствие каждой из M заранее установленных градаций дальности L_n (n=1 - N) до молниевого разряда, для этого N-кратную параллельную обработку сигнала, причем при каждой n-й обработке образование начального анализируемого сигнала Z_n(t)= Z(t) и взаимную компенсацию в сигнале Z_n(t) земного и Q пространственных сигналов, включающую последовательное в каждый момент времени t от t=0 до t=T образованные из значений сигнала Z_n(t) в моменты времени t+τ_qn (g=0-Q) вспомогательной величины W по правилу

где τ_qn и K_qn - ожидаемые для дальности L_n соответственно интервал времени и отношение амплитуд между q-м пространственным (q=1-Q) и земным (q= 0) сигналами с учетом их полярностей (τ_0n= 0, K_0n= 1), причем τ_qn связаны с L_n соотношениями

где R=6370 км - радиус Земли, H - эффективная высота отражения ионосферы (днем H= 70 км, ночью H= 90 км), c=3•10⁵ км/с - скорость распространения электромагнитного сигнала, а также образование новых значений сигнала Z_n(t) в те же моменты времени t+τ_qn по правилу
Z_n(t+τ_qn)-K_qn•W _→ Z_n(t+τ_qn) (q = 0-Q),
циклическое повторение указанной компенсации, установленное заранее число раз D с использованием сигнала Z_n(t), полученного по окончании каждого цикла компенсации, в качестве начального анализируемого сигнала в следующем цикле, а также возведение в квадрат полученного в результате сигнала Z_n(t) и его интегрирование на интервале времени T+τ_Qn, вычисление обратной величины этого интеграла, запоминание полученного сигнала, сравнение запомненных сигналов, полученных при N параллельных обработках, нахождение обработки с максимальным выходным сигналом и определение дальности до молниевого разряда как дальность, соответствующую этой обработке, согласно изобретению атмосферик перед его N-кратной параллельной обработкой подвергают нелинейному сжатию по времени таким образом, что сжатие сигнала устанавливают тем большим, чем дальше отстоит момент времени от начала атмосферика, при этом нелинейно сжатый по времени сигнал атмосферика Z_s(t) связан с сигналом Z(t), например, соотношением
Z_s(t) = Z[t•(1+α•t)],
где α - установленный заранее коэффициент нелинейного сжатия, при этом при расчете образуют новый начальный анализируемый сигнал Z_n(t)=Z_s(t), а также используют соответственно новую ожидаемую длительность земного сигнала T_s, связанную с T соотношением

а при каждой n-й (n=1 - N) обработке используют новые ожидаемые интервалы времени τ_qns между моментами прихода пространственных сигналов и земного сигнала, связанные с τ_qn соотношением

Новым в предложенном способе определения дальности до молниевых разрядов по сравнению с прототипом является добавление предварительного нелинейного сжатия атмосферика по времени перед его N-кратной проверкой на соответствие каждой из n заранее установленных градаций дальности до молниевого разряда.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства однопунктовой дальнометрии, где 1 - электрическая антенна, 2 - усилитель, 3 - первый фильтр, 4 - первый блок задержки, 5 - блок нелинейного сжатия, 6 - пороговый блок, 7 - второй блок задержки, 8-10 - N каналов обработки, 11 - блок определения канала обработки с максимальным выходным сигналом.

На фиг. 2 представлена блока-схема блока нелинейного сжатия, где 12 - одновибратор, 13 - 15 - M блоков формирования временных элементов нелинейно сжатого сигнала, 16 - сумматор, 17 - второй фильтр.

На фиг. 3 представлена блок-схема блока формирования одного временного элемента нелинейно сжатого сигнала, где 18 - ключевой блок, 19 - третий блок задержки, 20 - четвертый блок задержки.

На фиг. 4 приведены эпюры сигналов на выходах основных блоков - номера блоков указаны слева у соответствующих осей абсцисс. Приведен пример преобразования пары импульсных сигналов, выделенных из атмосферика соответственно m-м и (m+1)-м блоками формирования (заштрихованные импульсы на выходе блока 4): а) задержанные на выходе блока 19 на интервалы времени t_m и t_m+1 (формулы (6)), б) дополнительно задержанные на выходе блока 20 соответственно на интервалы времени t'_m и t'_m+1 (формулы (7)), в) в выходном сигнале блока нелинейного сжатия (заштрихованные импульсы на выходе блока 17).

Сущность предлагаемого способа дальнометрии основана на лучевом представлении распространения атмосферика в волноводе, земля-ионосфера [3], при котором сигнал в точку приема поступает по различным путям: вдоль земли - земным лучом, отражаясь один раз от ионосферы, - первым пространственным лучом, отражаясь от ионосферы, затем от земли, затем снова от ионосферы, - вторым пространственным лучом и т.д., в результате атмосферик Z (t) может быть приближенно представлен как результат объединения частично перекрывающихся по времени, примерно одинаковых по форме земного и Q пространственных сигналов:

где S (t) - земной сигнал, K_q•S(t-τ_q) - q-й пространственный сигнал (g= 1 - Q), τ_q и K_q - соответственно интервал времени и отношение амплитуд между q-ым пространственным и земным (q=0) сигналами (τ₀= 0, K₀= 1) в принятом атмосферике, причем зависимости τ_q и K_q от дальности L считаются известными и на расстояниях, не превышающих 1500 км, τ_q связано с дальностью L до молниевого разряда соотношением

Из-за уменьшения при увеличении q и L на расстояниях 300 - 1500 км существенный вклад в атмосферик вносят, как правило, от одного до трех пространственных сигналов. При этом количество используемых пространственных лучей выбирается в зависимости от дальности L_n. Ограничиваясь значениями Q, содержащими основную энергию сигнала: Q=1 при 300≤L≤700 км, Q=2 при 7<L≤1300 км и Q= 3 при 1300<L≤1500 км, получаем требуемую длительность проверяемого атмосферика T_O=500 мкс.

По используемому в прототипе [2] способу дальность L до молниевого разряда определяется в результате анализа формы атмосферика путем его проверки на соответствие каждой из N заранее установленных градаций дальности L_n (n = 1 - N) до молниевого разряда, для этого сигнал N-кратно параллельно обрабатывается, причем при каждой n-й обработке осуществляется взаимная компенсация в анализируемом атмосферике земного и Q пространственных сигналов с использованием ожидаемых для этой дальности значений τ_qn и K_qn(q=1 - Q), для чего образуют начальный анализируемый сигнал Z_n(t)=Z(t) и затем уточняют его путем последовательного в каждый момент времени t от t=0 до t=T расчета с использованием значений сигнала Z_n(t) в момент времени t+τ_qn (q=0 - Q), вспомогательной величины W по правилу

и образования новых значений сигнала Z_n(t) в те же моменты времени по правилу
Z_n(t+τ_qn)-K_qn•W = Z_n(t+τ_qn), (4)
этот расчет циклически повторяется установленное заранее число раз D (необходимость повторения компенсации вызвана частичным взаимным наложением земного и пространственных сигналов, практически достаточно повторить компенсацию три раза) с использованием сигнала Z_n(t), полученного по окончании каждого цикла компенсации, в качестве начального анализируемого сигнала в следующем цикле возведения в квадрат полученного в результате сигнала Z_n(t) и его интегрирования на интервале времени O-T+τ_Qn, включающем земной и Q пространственных сигналов. При этом компенсация сигнала атмосферика оказывается более полной при использовании значений τ_qn и K_qn, совпадающих с соответствующими параметрами τ_q и K_q атмосферика, в результате энергия P_n нескомпенсированного остатка оказывается минимальной при обработке n=j, соответствующей L_j=L - дальности до молниевого разряда. После вычисления обратных величин P_n(n= 1 - N) образуются сигналы V_n=1/P_n с максимумом при n=j. Дальности I_n, соответствующие соседним обработкам (L_n+1 > L_n, устанавливаются такими, чтобы их относительное различие не превышало 5%.

При этом в диапазоне дальностей 300 - 1500 км до молниевых разрядов требуемое количество параллельных проверок составляет N≈40.

Однако, в действительности, земной и пространственные сигналы в атмосферике не полностью совпадают по форме, это вызвано в основном тем, что из-за проникновения в ионосферу отражение пространственных лучей происходит от слоя ионосферы толщиной в несколько километров, при этом пространственные сигналы оказываются растянутыми - их полупериоды имеют большие длительности, чем у земного сигнала, причем эта растяжка тем больше, чем большее количество отражений претерпевает пространственный луч и чем меньше дальность до источника, так как при увеличении крутизны падения луча на ионосферу увеличивается дополнительная длина пути луча в ионосфере как геометрическая, так и из-за более глубокого проникновения луча в ионосферу. При этом, так как с уменьшением дальности до источника излучения и с увеличением количества отражений от ионосферы увеличивается интервал времени между моментами прихода пространственного сигнала и земного сигнала, в атмосферике пространственные сигналы оказываются растянутыми тем больше, чем дальше по времени они отстоят от земного сигнала.

Неидентичность форм земного и пространственных сигналов в атмосферике приводит к их неполной взаимной компенсации при обработке, соответствующей истинной дальности до источника излучения, что является причиной появления грубых ошибок дальнометрии, связанных в основном с неправильным определением нумерации пространственных сигналов в атмосферике при обарботке соответствующей максимальному выходному сигналу.

В предлагаемом способе дальнометрии для уменьшении различия форм земного и пространственных сигналов в анализируемом атмосферике осуществляется компенсация растяжки пространственных сигналов путем введения нелинейного сжатия атмосферика по времени перед его проверкой на соответствие каждой из N заранее установленных градаций дальности до молниевого разряда, причем сжатие устанавливают тем большим, чем дальше отстоит момент времени от начала атмосферика, при этом форма нелинейно сжатого по времени сигнала Z_s(t) связана с формой исходного сигнала Z(t), например, соотношением
Z_s(t) = Z[t•(1+α•t)], (5)
где α - коэффициент нелинейного сжатия, при этом используют новую ожидаемую длительность земного сигнала T_s, а при каждой n-й (n=1 - N) проверке используют новые значения τ_qns - ожидаемые интервалы времени между моментами прихода q-го (q=1 - Q) пространственного сигнала и земного сигнала.

В простейшем случае вся обработка атмосферика, включая его нелинейное сжатие по времени, осуществляется на ЭВМ в дискретные моменты времени с использованием соответствующего неравномерного шага выборки мгновенных значений исходного атмосферика.

При схемной реализации предлагаемого способа нелинейное сжатие атмосфериком по времени производится путем выборки из атмосферика последовательности относительно коротких временных градаций постоянной длительности, шаг между которыми устанавливается тем больше, чем дальше они отстоят по времени от начала атмосферика, объединения полученных при этом импульсных сигналов путем сдвига их по времени в непрерывный сигнал и его фильтрации в полосе частот исходного атмосферика. В устройстве эта процедура осуществляется следующим образом - сигнал атмосферика принимается вертикальной электрической антенной, при первом превышении атмосферика установленного порогового уровня в блоке нелинейного сжатия (5, фиг. 2) формируется (в одновибраторе 12) стандартный прямоугольный импульс длительностью dτ (dτ - одна градация по времени, которая выбирается из условия dτ ≪ 1/2F₀, где F₀ ≈ 7 кГц - средняя частота спектра атмосферика), этот импульс подается параллельно на вторые входы M блоков формирования, где M связано с T_O соотношением

при этом в m-ом блоке формирования m=1 - M (фиг. 3) этот импульсный сигнал задерживается в блоке задержки 19 на время
t_m= (m-1)•dτ•[1+α•(m-1)•dτ], (6)
полученный на выходе блока 19 задержанный импульсный сигнал открывает по второму входу ключевой блок 18 и на время своего существования пропускает на выход ключевого блока соответствующую временную градацию исходного атмосферика длительностью dτ, которая задерживается затем в блоке 20 на время

в результате на выходе блока 20 (и соответственно на выходе рассматриваемого блока формирования) на интервале времени длительностью dτ, начинающемся в момент времени

появляется импульсный сигнал, представляющий собой временную градацию исходного атмосферика, начинающуюся в момент времени t_m. При этом на выходах M блоков формирования последовательно образуются примыкающие по времени импульсные сигналы длительностью dτ каждый, соответствующие непримыкающим временным градациям атмосферика. Эти сигналы суммируются в сумматоре 16, образуя непрерывный сигнал длительностью T_Os= M•dτ, начинающийся в момент времени который фильтруется в блоке 17 в той же полосе частот, что и исходный атмосферик, образуя нелинейно сжатый по времени сигнал Z_s(t), который и проверяется N-кратно аналогично прототипу на его соответствие каждой из N заранее установленных градаций дальности до молниевого разряда с установкой прежних значений K_qn (K_qns≡ K_qn), но с заменой значений T и τ соответственно на T_s и τ_qns. При использованных в примере значениях α = 0,0004 мкс^-1, dτ = 5 мкс, T = 100 мкс и T_O = 500 получаем M=85, TN=70,6 мкс, T_s=96 мкс и T_Os=425 мкс.

Предлагаемый способ определения дальности до молниевых разрядов включает следующую последовательность операций; а) принимают атмосферик, содержащий земной и Q пространственных сигналов, на вертикальную электрическую антенну 1 высотой 3 м, б) усиливают его в усилителе 2, в) фильтруют в полосе частот 2 - 35 кГц с помощью первого фильтра 3 и г) сравнивают с установленным заранее пороговым уровнем в пороговом блоке 6, на выходе которого вырабатывают короткий импульсный сигнал в момент первого превышения атмосфериком порогового уровня, д) полученный сигнал подают на второй вход блока 5, е) сигнал с выхода первого фильтра, кроме того, для сохранения начальной части атмосферика, предшествующий моменту превышения порога, задерживают на 20 мкс в первом блоке задержки 4 и ж) подают на первый вход блока 5, где осуществляют нелинейное сжатие атмосферика по времени, для чего в блоке 5 з) подают сигнал с первого входа блока 5 параллельно на первые входы M (M=85) блоков формирования 13 - 15, и) сигналом с второго входа блока 5 запускают одновибратор 12, на выходе которого вырабатывают прямоугольный импульсный сигнал длительностью 5 мкс, который к) подают параллельно на вторые входы M блоков формирования, при этом в каждом блоке формирования вырезают из атмосферика временной интервал длительностью 5 мкс, для его л) сигнал с второго входа блока формирования задерживают в третьем блоке задержки 19 на время, заданное соотношением (6), м) выходным сигналом блока 19 открывают ключевой блок 18, н) через который пропускают сигнал с первого входа блока формирования, о) сигнал с выхода ключевого блока задерживают в четвертом блоке задержки 20 на время, заданное соотношением (7), выход блока 20 является выходом блока формирования, при этом в блоке нелинейного сжатия п) сигналы с выходов M блоков формирования суммируют в сумматоре 16, р) полученный суммарный сигнал фильтруют в полосе частот 2 - 35 кГц с помощью второго фильтра 17, выход которого является выходом блока нелинейного сжатия, с) полученный при этом нелинейно сжатый по времени сигнал Z_s(t) обрабатывают параллельно N раз (N= 40) в каналах обработки 8 - 10, каждый из которых соответствует фиксированной дальности до источника излучения в диапазоне дальностей 300 - 1500 км, для чего т) сигнал с выхода порогового блока, кроме того, задерживают во втором блоке задержки 7 на 70,6 мкс, получая на выходе блока короткий импульсный сигнал, совпадающий по времени с моментом начала сигнала Z_s(t) на выходе блока 5, у) сигнал с выхода блока 7 подают параллельно на вторые входы N каналов обработки, причем при каждой обработке ф) образуют начальный анализируемый сигнал Z_n(t)=Z_s(t), х) осуществляют в сигнале Z_n(t) взаимную компенсацию земного и Q пространственных сигналов, для чего ц) последовательно в каждый момент времени t от t=0 до t=T, образуют вспомогательный сигнал как взвешенную среднюю величину из 1+Q значений сигнала Z_n(t) в момент времени t и в Q моментах времени, отстающих от t на установленные заранее интервалы времени, ч) переходят к новым значениям сигнала Z_n(t) в те же моменты времени путем вычитания из предыдущего Z_n(t) в указанные моменты времени вспомогательного сигнала, домноженного на установленные заранее коэффициенты, ш) циклически повторяют три раза действия по пп.ц, ч с использованием сигнала Z_n(t), полученного по окончании каждого цикла компенсации, в качестве начального анализируемого сигнала в следующем цикле, щ) возводят полученный в результате сигнал Z_n(t) в квадрат, ы) интегрируют его на установленном заранее интервале времени, э) образуют сигнал, обратно пропорциональный полученному при этом сигналу, ю) в блоке 11 определяют обработку с максимальным выходным сигналом, я) соответствующую дальность принимают за дальность до источника излучения.

Способ определения дальности до молниевых разрядов может быть реализован в устройстве, блок-схема которого приведена на фиг. 1.

В качестве блоков 2, 3, 6, 12, 16 - 18 используют стандартные блоки на интегральных микросхемах, приведенные в [4], в качестве блоков 8 - 10 используются блоки, описанные в [2], в качестве блока 11 используется блок, описанный в [5].

При реализации предлагаемого способа дальнометрии устанавливаются
электрическая антенна 1 - вертикальная штыревая длиной 3 м (действующая высота 1,5 м),
усилитель 2 - линейный, переменного тока, широкополосный с регулируемым коэффициентом усиления 30 -300,
фильтры 3,17 - полосовые с полосой пропускания 2 - 35 кГц,
длительность обрабатываемого атмосферика T_O=500 мкс,
длительность задержки сигнала в блоке 4 τ_a= 20 мкс,
длительность задержки сигнала в блоке 7 TN=70,6 мкс,
длительность одной градации по времени (длительность импульсного сигнала на выходе одновибратора 12) dτ = 5 мкс,
ожидаемая длительность земного сигнала T=100 мкс,
количество каналов обработки N=40,
количество блоков формирования M=85,
количество используемых пространственных сигналов Q=1 - 3,
количество циклов компенсации D=3,
коэффициент нелинейного сжатия α = 0,0004 мкс^-1,
диапазон дальности способа 300 - 1500 км,
относительное количество грубых ошибок дальнометрии сокращается на 20%.

Технический результат использования предложенного способа по сравнению с прототипом состоит в повышении точности однопунктовой дальнометрии молниевых разрядов, что может быть использовано в метеорологии и в гражданской авиации.

Литература
1. USA, Patent N 3715660, 06.02.73.

2. Патент РФ N 20422958 кл. G 01 S 13/08, 27.08.95.

3. И.И.Кононов, И.А.Петренко, В.С.Снегуров. Радиотехнические методы местоопределения грозовых очагов. Л.: Гидрометеоиздат, 1986.

4. Аналоговые цифровые интегральные микросхемы. /Под. ред. С.В.Якубовского. М.: Радио и связь, 1985.

5. Авт. св. СССР N 1451609, кл. G 01 R 19/14.

Способ определения дальности до молниевых разрядов относится к радиотехническим средствам пассивной локации источников электромагнитного излучения, в частности к способам однопунктовой дальнометрии молниевых разрядов облако-земля, и может быть использовано в метеорологии и в гражданской авиации для оперативной дальнометрии грозовой деятельности на расстояниях 300 - 1500 км. Электромагнитный сигнал молниевого разряда - атмосферик принимается вертикальной штыревой электрической антенной, усиливается, фильтруется в широкой полосе частот и подвергается нелинейному сжатию по времени, причем сжатие сигнала устанавливают тем большим, чем дальше отстоит момент времени от начала атмосферика, полученный при этом сигнал проверяется на его соответствие каждой из заранее установленных градаций дальности L_n (n=1-N) до молниевого разряда, для этого сигнал N-кратно параллельно обрабатывается, полученные при этом выходные сигналы сравниваются между собой по величине и дальность, соответствующая максимальному выходному сигналу, принимается за дальность до молниевого разряда. Предлагаемый способ позволяет повысить точность измерения дальности до молниевого разряда. 4 ил.

Способ определения дальности до молниевых разрядов, заключающийся в том, что принимают сигнал атмосферика, содержащий земной и Q пространственных сигналов, на вертикальную электрическую антенну, усиливают его, фильтруют в требуемой широкой полосе частот, задерживают по времени и проверяют полученный при этом сигнал Z(t) на его соответствие каждой из N заранее установленных градаций дальности L_n (n = 1 - N) до молниевого разряда, для этого N-кратно параллельно обрабатывают сигнал, причем при каждой n-й обработке образуют начальный анализируемый сигнал Z_n(t) = Z(t) и осуществляют в сигнале Z_n(t) взаимную компенсацию земного и Q пространственных сигналов, для чего последовательно в каждый момент времени t от t = 0 до t = T, где T устанавливают заранее, образуют из значений сигнала Z_n(t) в моменты времени t+τ_qn(q = 0-Q) вспомогательную величину W по правилу

где τ_qn и K_q n (q = 1 - Q) - соответственно ожидаемые интервалы времени и отношения амплитуд между q-м пространственным и земным (q = 0) сигналами с учетом их полярностей (τ_0n≡ 0, K_0n≡ 1), соответствующие дальности L_n до источника излучения, при этом образуют новые значения сигнала Z_n(t) в те же моменты времени по правилу
Z_n(t+τ_qn)-K_qn•W ≥ Z_n(t+τ_qn) (q = O-Q),
затем циклически повторяют указанную компенсацию установленное заранее число раз с использованием сигнала Z_n(t), полученного по окончании каждого цикла компенсации, в качестве начального анализируемого сигнала в следующем цикле, по окончании компенсации полученный результирующий сигнал Z_n(t) возводят в квадрат, интегрируют на интервале времени 0 - T+τ_Qn, вычисляют обратную величину этого интеграла и запоминают ее, сравнивают запомненные при N обработках сигналы V_n(n = 1 - N) по величине, находят максимальное V_n и дальность, соответствующую этой обработке, принимают за дальность до молниевого разряда, отличающийся тем, что сигнал атмосферика перед его проверкой на соответствие каждой из N заранее установленных градаций дальности подвергают нелинейному сжатию по времени так, что сжатие сигнала устанавливают тем большим, чем дальше отстоит момент времени от начала атмосферика, образуя при этом нелинейно сжатый по времени сигнал атмосферика Z_s(t), связанный с Z(t) соотношением
Z_s(t) = Z[t•(1+α•t)],
где α - установленный заранее коэффициент нелинейного сжатия,
причем в качестве начального анализируемого сигнала используют Z_n(t) = Z_s(t), при этом также используют новую ожидаемую длительность земного сигнала T_s, связанную с T соотношением

и при каждой n-й проверке используют новые ожидаемые интервалы времени τ_qns между моментами прихода пространственных сигналов и земного сигнала, связанные с τ_qn соотношениями