【技术实现步骤摘要】
一种基于水下滑翔机的内孤立波参数提取算法
[0001]本专利技术属于海洋内孤立波观测
，具体涉及一种基于水下滑翔机的内孤立波参数提取算法。
技术介绍
[0002]传统观测内孤立波的方式主要为潜标铺定、船载仪器观测、Argo浮标等，现场观测能获得宝贵的第一手资料，能最真实的反映出海洋现象，但缺点也很明显：如仪器投放耗资巨大、走航式观测人力和时间成本过高、很难实现大面积观测等。同时，也可以基于卫星遥感的方式进行观测，这种方法可以准确得到内孤立波发生的空间位置、传播方向等信息，却无法得到内孤立波的振幅及其对海洋温盐、密度跃层的影响。
[0003]随着无人观测平台逐渐成熟，水下滑翔机表现出明显优势，具体体现在：仪器收放简易、数据时间连续、位置区域灵活、人力成本降低。同时，利用水下滑翔机对内波特征参数以及三维温盐的研究，可以有效提高滑翔机观测数据的使用效率。利用滑翔机进行海洋观测，提取内波特征，并对该海区温盐精细结构进行分析研究，将有利于水下声场计算，从而保障水下工程或军事作业的实施。
[0004]由于水下滑翔机...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于水下滑翔机的内孤立波参数提取算法，其特征为：所述的提取算法采用滑翔机矩阵进行观测，所述的滑翔机矩阵指的是：在同一时间、以空间矩阵的形式在不同地点投放若干水下滑翔机，通过若干水下滑翔机同时观测，包括如下步骤：步骤1、提取水下滑翔机观测的时空数据，所述的时空数据包括滑翔机机器号、观测剖面号、测点经纬度、观测时间、温度、盐度、密度、水深，采用层次聚类分析法对时空数据进行分析，得到同时空数据集；步骤2、将同时空数据集中的数据进行等深度区间插值，求得同深度平均数据，随后将单剖面数据与同深度平均数据进行对比，计算欧氏距离，并进行判定；；所述的单剖面数据指的是：由层次聚类分析得到的每组数据中有多个不同滑翔机不同时间的剖面数据时，同一组中的单一剖面信息即单剖面数据；步骤3、将等密面最大深度差大于25m、最大深度差所在深度大于20m的可疑序列提取，对其机器号、剖面号、平均密度进行数据和计算，得到海洋分层情况、浮频率和内孤立波振幅；步骤4、根据海洋分层情况及内孤立波振幅，按照内孤立波理论最佳适用范围选择合适的内孤立波理论反演内孤立波对等密面的影响，与原始剖面结合，最后输出包含内孤立波信息的密度剖面。2.如权利要求1所述的一种基于水下滑翔机的内孤立波参数提取算法，其特征为：所述的步骤1中，采用自下而上的层次聚类分析法，在计算距离时，首先计算样本之间的欧几里得距离，在形成类群之后，再计算类与类之间的距离；类与类的距离计算方法为最短距离法或最长距离法或类平均距离法或中心距离法。3.如权利要求2所述的一种基于水下滑翔机的内孤立波参数提取算法，其特征为：所述的步骤1中，首先将同一任务当中的所有滑翔机观测到的所有剖面进行提取，分别提取每个观测剖面对应的机器号n
M
、剖面号n
P
、入水点经纬度lon和lat、剖面平均时间参数并将时间进行无量纲处理，如式(1)所示，使之满足时空聚类分析数量级要求：式(1)中，是单一剖面观测时间的平均值，单位为秒，r
t
是聚类分析空间阈值c
s
与时间阈值c
T
的比值，即r
t
＝c
s
/c
T
；然后，构建时空数据的三维矩阵，有：假设按照聚类标准三维矩阵被分成了m个不相交的类别C1，C2，...，C
m
，则其中两类C
α
和C
β
的距离表示为：式(3)中，Δ为距离算子，Δ
a，b
表示样本a到样本b的欧氏距离；表示类C
α
中第i个样本的经纬度及平均时间参数；计算中，最短距离法表示为：最长距离法表示为：
类平均距离法表示为：中心距离法表示为：式(7)中，和分别指类C
α
和C
β
的中心，即C
α
和C
β
中样本的平均值。4.如权利要求3所述的一种基于水下滑翔机的内孤立波参数提取算法，其特征为：所述的步骤1中，选择最短距离法对时空数据进行分析，分析时，将原始时空数据按照经纬度及平均时间参数距离小于各自的阈值的标准，分成M组数据，每组中包含m个剖面信息；同组时空数据为时空一致数据时，组内滑翔机时空数据具有相似的观测结果；对数据进行分组后，输出分组的组号N
G
、机器号N
M
、剖面号N
P
：如公式(8)所示：Data1＝[N
G
，N
...
【专利技术属性】
技术研发人员：王智峰，崔俊男，夏浩峰，过武宏，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军潜艇学院，
类型：发明
国别省市：
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