閃電，自然界中最壯觀的氣象現象之一，在地球氣候和大氣化學中扮演著關鍵角色。甚高頻（VHF）閃電干涉儀因其能夠精確跟蹤雷電放電過程，并以納秒級精度提供關于雷電放電路徑和機制的關鍵數據而成為研究閃電的重要手段。然而，干涉儀雖在提供雷電放電詳細信息方面極為有效，但其精確性會受到基礎觀測模型導致的系統誤差的影響。 

　　中國科學院西北生態環境資源研究院閃電研究團隊發現，干涉儀的傳統模型（平面波假設）在處理近距離輻射源或較長基線長度時會引入顯著誤差。這些誤差會影響對放電源方向的精確測量，從而限制了干涉儀在高精度雷電探測方面的能力。西北研究院范祥鵬副研究員提出了關于由平面波假設引起的系統誤差的概念模型，并通過仿真確認了等邊三角形基線布局優于常用的正交基線布局。研究顯示，通過利用等邊三角形布局的幾何關系，可以優化系統誤差。此外，研究還提出了以等邊三角形中心為坐標原點的基線布局方案，從而提高了定位的準確性。該發現對于提升閃電觀測的可靠性和精度具有重要意義。該項工作不僅在理論上提供了新的見解，而且為實際觀測提出了一種高度對稱（軸對稱和中心對稱）的五角形（由5個天線組成）干涉儀觀測方案。通過該方案，系統誤差得到了有效消除，為閃電高精度觀測提供了理論指導。 

　　該成果以Effect of Spherical Wavefronts on Very High Frequency (VHF) Lightning Interferometer Observations為題發表在遙感領域期刊IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing上。范祥鵬為論文第一作者和通訊作者，美國新墨西哥科學技術研究所和復旦大學科研人員參與該項研究。該研究獲國家自然科學基金項目、中國博士后科學基金、甘肅省科技計劃和美國國家基金項目共同資助。 

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圖1 在改進的等邊三角形基線情況下，不同距離上輻射源定位系統誤差在余弦投影平面上的分布情況。(a) - (c) 分別對應于2.5公里、5公里和10公里觀測距離的方位誤差；(d) - (f) 分別對應于2.5公里、5公里和10公里觀測距離的仰角誤差

圖2 在改進的等邊三角形基線觀測方案中，位于低仰角（El < 20 ）且距離為10公里處的輻射源定位系統誤差