一种基于波浪能量加权的波浪浮标主波向计算方法技术

本发明专利技术涉及一种基于波浪能量加权的波浪浮标主波向计算方法，包括读取浮标所测原始数据，根据上跨零点进行波浪划分，计算相应的波浪周期值，统计波浪周期个数，并计算每个波浪周期的波高；针对切分好的波浪周期，利用下跨零点处浮标所测信息，计算该周期的单个波浪波向，从而得到所有的单个波浪波向；统计每个角度区间内单个波浪波向出现的个数，进而得到波向出现率；选取最大波向出现率所在角度区间，计算区间内各个波浪的波浪能量大小，将获得的波浪能量作为权重进行加权矢量平均处理，从而计算出主波向。本发明专利技术基于波浪能量对于波浪运动的主导作用，充分利用波浪能量对于波向测量的影响，从而得到更加精确的主波向，提高了波向测量的准确率。向测量的准确率。向测量的准确率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于波浪能量加权的波浪浮标主波向计算方法


[0001]本专利技术属于海洋监测


技术介绍

[0002]发展与开发海洋是世界上众多沿海国家的战略性选择，我国也正在努力进行海洋监测技术的研究。目前关于提高海洋监测技术的研究课题与研讨会越来越多，在《波浪浮标数据处理算法研究》中(唐厂，王楠楠，何改云等.计量学报，2013，34(4)：315
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319)提出波向信息测量一直都是提高海洋监测技术的重点与难点问题
[0003]目前国内外进行波向数据观测主要有两类方法：第一类采用遥感技术，其中有代表性的是利用X波段航海雷达海浪回波反演计算波向等信息，参考文献《Acurvelet
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based method to determine wave directions from nautical X
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band radar images》(Guozhen,Qingyou,GUAN,et al.ActaOceanologicaSinica,2018,37(1):11
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19)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于波浪能量加权的波浪浮标主波向计算方法，其特征在于：步骤1：波浪划分与波高计算：读取浮标测量记录的一组连续原始数据，包含瞬时波高、方位角、纵倾角、横倾角，根据浮标测得的波高信息，利用上跨零点将该组数据切分成若干个波浪周期，计算出相应的各个波浪周期值，统计波浪周期的总个数，并计算出每个波浪周期的波高；步骤2：计算单个波浪波向：针对每一个切分好的波浪周期，先找到下跨零点，再利用浮标测得的该点这一时刻瞬时方位角、纵倾角和横倾角信息，计算得到该周期的单个波浪波向；重复该步骤，直到得到该组数据中所有的单个波浪波向；步骤3：统计波向出现率：先将360
°
划分成十六个角度区间，统计十六个角度区间中每个区间内单个波浪波向出现的个数，进而得到波向出现率；步骤4：基于波浪能量计算主波向：选取最大波向出现率所在的角度区间，计算该角度区间内各个波浪的波浪能量大小，利用获得的波浪能量作为权重进行加权矢量平均处理所选角度区间内的单个波浪波向，从而计算出主波向；步骤4.1：根据步骤3统计的波向出现率，得到最大波向出现率r
max
，选取最大波向出现率所在的角度区间；步骤4.2：根据选取的角度区间，针对其中各个波浪的波高H和波浪周期值T，计算得到各个波浪的波浪能量大小E：式中：T为波浪周期值，H为波高；步骤4.3：将获得的波浪能量大小作为比例权重，再根据步骤2计算得到的所选各个波浪的波浪波向，采用加权矢量平均的方法计算得到主波向的正北分量和正东分量；主波向正北分量
△
d
N
的计算公式为：式中：E
i
为所选区间内第i个波浪的波浪能量大小，θ
wi
为所选区间内第i个波浪的波浪波向，a为所选区间内波浪的总个数；主波向正东分量
△
d
E
的计算公式为：式中：E
i
为所选区间内第i个波浪的波浪能量大小，θ
wi
为所选区间内第i个波浪的波浪波向，a为所选区间内波浪的总个数；步骤4.4：由得到的主波向正北分量
△
d
N
和正东分量
△
d
E
，计算主波向θ；主波向计算公式为：
式中：
△
d
N
为主波向正北分量，
△
d
E
为主波向正东分量。2.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鑫，管志强，杨学岭，孟凡君，张卓伟，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七二四研究所，
类型：发明
国别省市：