【技术实现步骤摘要】
一种水下地形空间无失真监测方法及系统
本公开涉及水下地形测量
，具体涉及一种水下地形空间无失真监测方法及系统，更具体涉及一种基于接触式传感阵列的水下地形空间无失真监测特性研究方法。
技术介绍
水下地形监测是观测地形在一段时间内的变形。不同于静态测量，其过程是随着时间或空间连续变化的一个时空动态过程，监测数据具有明显的时间序列特征和空间地域特征，需要考虑传感间距与采样周期两个因素。在某个时刻，通过空间分布的传感阵列的取样、量化及重构形成地形在该时刻的形态，此过程必须满足空间域的采样条件。就算传感阵列采用等间隔直线布放方式于水下地形，当传感阵列随着地形发生变形时，采样间隔将不再相等，从空间域均匀采样变为空间域非均匀采样。对于某个传感器，其在时间域上是随着地形一起运动，为使监测地形变形过程不失真必须满足时间域的采样定理，此过程一般满足奈奎斯特采样定理即可。因此，本专利将着重研究空间域采样条件。Kadec等研究了整数点扰动的非均匀采样条件，称为Kadec定理。Hyun等从非均匀采样信号重建的实际应用出发，分析了随机非均...
【技术保护点】
1.一种水下地形空间无失真监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：/nS100,根据所要监测的范围与地形起伏变化剧烈程度，获得基底的特性数据，特性数据包括基底的长度、弹性模量、单位体积质量、横截面积；/nS200,根据特性数据计算基底的振动频率，从而得到基底的主振型；/nS300,选取基底的前n阶主振型合成水下地形形态计算基底频率方程的根；/nS400,根据基底频率方程的根求解所需的最大采样间隔作为传感器间最大间隔；/nS500,按照传感器间最大间隔将多个传感器布设于所选定的多个弹性铁条上，并将各个弹性铁条按照传感器间最大间隔铺设于水下地形。/n
【技术特征摘要】
1.一种水下地形空间无失真监测方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S100,根据所要监测的范围与地形起伏变化剧烈程度，获得基底的特性数据，特性数据包括基底的长度、弹性模量、单位体积质量、横截面积；
S200,根据特性数据计算基底的振动频率，从而得到基底的主振型；
S300,选取基底的前n阶主振型合成水下地形形态计算基底频率方程的根；
S400,根据基底频率方程的根求解所需的最大采样间隔作为传感器间最大间隔；
S500,按照传感器间最大间隔将多个传感器布设于所选定的多个弹性铁条上，并将各个弹性铁条按照传感器间最大间隔铺设于水下地形。
2.根据权利要求1所述的一种水下地形空间无失真监测方法，其特征在于，在S100中，所述基底为弹性铁条，基底的自由振动都可以看作是多个主振型的线性叠加。
3.根据权利要求2所述的一种水下地形空间无失真监测方法，其特征在于，在S400中，所述基底的主振型为基底做主振动时，具有固定的振动形态，也叫固有振型，主振动为基底按照任一固有频率所作的自由振动；固有振型和固有频率一样，只取决于系统固有的物理性质，而与初始条件无关。
4.根据权利要求1所述的一种水下地形空间无失真监测方法，其特征在于，在S300中，选取基底的前n阶主振型合成水下地形形态计算基底频率方程的根的方法为：
由力平衡方程或力矩平衡方程可推导出基底的横向自由振动方程、频率方程与主振型，分别为：
基底的横向自由振动方程：
其中，单位体积基底的质量为ρ，基底的横截面积为A，材料的弹性模量为E，截面对中性轴的惯性矩为J，抗弯刚度EJ为常数；
频率方程：基底频率方程的根为βl：tgβl＝thβl(2)；
其中，l是基底的长度，β是空间域的角频率。
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。