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波浪是海洋中的重要运动现象,监测波浪的变化并研究其运动规律,对海洋学研究和海洋工程具有重要的意义。目前传统的GNSS (Global Navigation Satellite System)测波方法在实时高精度波浪测量方面存在很大劣势和限制。本文研究了一种基于GNSS技术的实时高精度波浪测量方法,能得到波高、周期等波浪要素信息,并以南海浮标试验实测数据为例进行了处理和分析,验证了该方法的可行性。该方法直接基于广播星历进行GNSS相位观测值历元差分确定浮标速度,无需额外的实时精密差分改正数,从而节省了精密差分改正服务成本与海上通讯成本。该方法适用于近海、远海场景,并且浮标可以使用低成本单频GNSS接收机,得到高精度波浪测量结果,具有较高的实际应用价值。 相似文献
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《海洋技术学报》2023,(2)
本文基于唐山近海海域1#、2#浮标2017年4月至11 月实时海浪观测数据及部分风速风向数据, 对唐山近海海域波浪有效波高、有效波向、有效波周期等波参数特征进行了统计分析, 并利用origin 软件对波参数与风速、风向相关性进行了研究。研究结果表明： 1#、2# 浮标海域常浪向为SSW、SW、SSE, 常浪向有效波高均以0.2 ～ 0.4 m 小浪及3 ～ 4 s 短周期为主,有效波高1 m 以上较大波浪极少出现; 该海域波浪以风浪为主, 波浪破碎速度较快, 有效波高与风速相关性较强, 相关系数r 为0.71, 风向与波向、有效波高与周期基本无相关性, 该研究资料可为海上活动及防灾减灾提供技术依据。 相似文献
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波浪观测在海洋环境预报、海洋工程建设、海洋资源调查、航海安全等领域具有重要作用。基于全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System,GNSS）浮标进行波浪观测的方法具有全天候、实时、准确度高、价格低等诸多优点,同时还可以在浮标上集成其他海洋环境测量仪器,因此越来越受到世界各国研究者的重视。本文提出一种基于GNSS浮标的波浪参数反演方法,并成功应用于浙江温州海域,在海试过程中,同公认的波浪骑士浮标对比,平均波高相关系数达到0.95,标准差为4.06 cm,平均波周期相关系数为0.92,标准差为0.24 s,完全符合国家标准。本文所用浮标系统还可以搭载多种海洋环境要素观测传感器,可将数据实时传输至接收终端,具有较高的应用价值。 相似文献
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最近,我院首次从美国恩迪柯公司进口了一套1156遥控测波仪。货已到,待验收消化后即可正式投入使用。1156测波仪是原956测波仪的改进型,它以遥测浮标内的加速度计为传感器,是目前世界上最先进的测波系统之一。该系统使用甚为方便,不仅适用于测量近岸沿海波浪,也适用于远海测波,是当前交通、海洋、石油勘探和航海事业中一种较为理想的测波仪器。它的引进增加了我院现场测波研究工作的手段。 1156测波仪除了能如同956那样测取波浪的波高、波周期和波向外,如若配置一些部件,尚能进行风、气压、水温和气温等要素的测量。 相似文献
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应用浮标测量海洋波浪是近十几年来国外广泛采用的测波手段之一。SBF1—1型近海遥测波浪仪即是一种定点的具有弹性系留系统的遥测波浪浮标。它主要适用于沿海台站、港口码头及海上石油平台等处测量波浪的波高和周期。浮标通过天线连续发射波浪信号,岸站接收系统可连续或定时接收记录。 相似文献
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利用大万山海洋环境监测站WaMoS Ⅱ雷达测量的数据与同步SZF遥测波浪浮标、SLC9-2型直读式海流计的数据分别进行了对比分析。结果表明WaMoS Ⅱ测波雷达获取的有效波高、波峰周期、表面流速、流向等海洋物理要素的变化趋势与SZF遥测波浪浮标获取的波浪数据及SLC9-2型直读式海流计测到的海流数据有较好的一致性。其中,2012年6月16—22日雷达和遥测波浪浮标对比结果为:波高、周期的相关系数分别为0.71,0.38,平均相对误差分别为23.3%,12.5%。6月28—29日的对比结果为:流速、流向的相关系数分别为0.83,0.89,平均相对误差分别为14.5%,4.1%。其中,WaMoS Ⅱ系统测量的有效波高值需通过对比分析进行校准,本文利用的对比分析数据时间序列较短,但经校准后,有效波高值的相关性仍可升至0.75。 相似文献
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《海洋技术学报》2021,40(2)
本文基于小麦岛海洋环境监测站2014年波浪骑士浮标观测数据以及风速、风向观测数据,对青岛近岸海域波浪要素特征进行了综合分析。整体来看,波浪骑士观测数据质量较高,观测海域以2至3级波高为主,年平均最大波高和平均波周期分别为0.89 m和4.4 s,平均波向主要分布在90°～270°的偏南向范围内,常浪向和强浪向均为东南向(SE)。波高变化与风速较为一致,春、夏季大浪过程较多,以东南向浪为主。通过有效波陡数据分析,得出观测海域以风浪、未成熟涌浪占主。本文利用长期、连续、高精度的波浪方向谱数据,对青岛市近岸海域波浪特征进行分析,对于青岛市近海的海浪预警监测、防灾减灾、海洋工程建设、海上运输等具有重要的参考价值。 相似文献
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通过海上比测试验,对新研制的SZF2-1A型多参数波浪试验浮标系统的工作稳定性、波浪传感器测量准确性进行全面客观评价。采用MARKⅡ波浪骑士的测量数据作为参比,结果表明,试验浮标与波浪骑士所测数据具有良好的一致性:两种仪器间最大波高相关系数为0.96,均方根误差为0.33 m,有效波高相关系数为0.99,均方根误差为0.13 m,相对误差为6.0%,平均波高相关系数为0.98,均方根误差为0.088 m,相对误差为6.2%;两种仪器所测有效波高、平均波高对应周期的一致性比较好,相关系数分别达到0.86和0.87;两种仪器所测波向相关系数为0.77。总体上得出结论:试验浮标运行状态稳定,波浪传感器测量准确可靠。 相似文献
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《海洋技术学报》2021,40(4)
波浪观测是海洋观测的主要内容之一,对海浪的现场观测和深入研究对准确预报海浪具有十分重要的意义。本文设计了一种新型漂流式波浪浮标,采用高精度惯性导航模块作为测量元件,同时高频获取三轴加速度、角加速度、欧拉角、地磁数据,通过内置ARM处理器对测量数据进行波浪参数的采集和解算。浮标具有整体体积小、成本低的特点,既可以漂流观测,也可以定点锚系观测,能够实现对海浪的长期、大范围、高精度观测应用。本文通过该漂流式波浪浮标在2019年西北太平洋航次的观测应用,对西北太平洋黑潮延伸体海区和日本海区域海浪的有效波高、周期等波浪要素的时空变化特征进行了详细分析,取得了良好的测量结果。 相似文献
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多参数表层漂流浮标可用于海洋水文要素和海面气象要素的实时观测,但存在体积和重量过大、在海浪中摇摆剧烈的问题。针对以上问题,提出了一种结构优化方案,并从稳性和耐波性两个方面进行性能分析,分别用回复力臂和摇摆固有周期两个关键参数衡量优化方案的优劣。结果显示:倾角在0°~85°范围内,优化方案的回复力臂曲线在零点处的斜率比原漂流浮标增加96%,优化方案的回复力臂最大值比原漂流浮标增加41%;优化方案的摇摆固有周期减小到3.21 s,远小于原漂流浮标7.30 s的摇摆固有周期,且避开了波浪主能量周期范围。优化方案的稳性和耐波性比原漂流浮标明显改善,为多参数表层漂流浮标的结构设计提供参考。 相似文献
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利用台湾海峡中部2号大浮标2017年全年的实测波浪资料, 对海浪的基本波要素及其与风的相关性、波谱特性进行统计分析, 得出了重要特征波参数之间的回归关系和适合台湾海峡中部的海浪谱形式。研究结果显示: 1) 台湾海峡中部的常浪向是NE向, 强浪向是NNE向, 月均有效波高的变化范围为0.87~2.98m, 7月波高最小, 12月波高最大, 波周期与波高有着相似的月际变化趋势; 2) 主要波浪类型是以风浪为主的混合浪, 谱型上以单峰为主, 波高与风速整体上呈正相关关系, 大浪主要由台风和强劲的东北季风引起; 3) 波浪的平均周期与大部分特征波周期之间具有良好的线性相关性, NNE、NE方向的波浪有效波高和有效波周期线性相关性较强; 4) 相比于Jonswap谱, 规范谱一是更符合本区域的海浪谱模式, 给出了基于有效波高和谱峰周期拟合的规范谱一形式。这些研究成果可为海洋工程设计和波浪数值模拟提供参考。 相似文献
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针对精确测量波浪参数的问题,研究了波浪浮标测波算法。该算法对浮标采集的波浪运动速度谱进行带通滤波,进而对波浪速度谱和方向波谱进行处理和分析,最终通过有限傅立叶级数法计算波浪的有效波高、跨零周期和谱峰波向。通过模拟仿真和湖上对比测试,验证了算法的有效性和准确性,测量相对误差维持在 2%~10%范围内。该算法可应用于装载 GPS 或北斗定位模块的波浪浮标中,具有较广阔的应用前景。 相似文献
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为了解海南东方市近岸海域波浪基本特征,根据东方海洋环境监测站使用的SZF型波浪浮标连续11 a的实测数据,进行了统计分析。首先对波浪要素进行统计,得到了各向各级波高的季节分布,以及波高和周期的均值与极值;再对波高和周期的联合分布、平均持续时间与波高的关系进行了探讨;最后选取一典型台风浪过程进行分析。结果表明本海域以S向浪出现频率最高,为14.3%,其次是N向和NNE向,频率均为11.9%;强浪向为S向和N向,浪向分布与东方市所处地理位置相符。该海域以有效波高小于1.3 m的小浪和轻浪为主,年出现频率为97.6%, 4级中浪占2.22%, 5级大浪仅占0.12%,只有在夏、秋季台风过境时才出现。累年有效波高平均值为0.49 m,最大值为3.2 m;最大波高为5.6 m,最大波高平均值为2.5 m;平均有效周期为4.2 s,最大有效波周期为9.5 s。有效波高在1.0 m以下,且周期在4～5 s的波浪出现频率最大,为80.5%。强台风“海燕”影响期间,波高具有明显的滞后特征, 5级大浪持续了10 h,浪向与风向基本一致,说明台风产生的波浪是以风浪为主,最大波高均出现于偏S向。通过波谱分析,... 相似文献
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针对基于MEMS加速度传感器的空投波浪浮标存在采样频率与测波精度低的问题，根据频域衰减积分算法，提出一种相应的波浪测量算法，为了验证该算法测波的准确性，开展了多功能水槽试验研究。该算法旨在将MEMS加速度传感器输出的加速度与姿态角转化为浮标运动的波形，首先将加速度与姿态角信号进行竖向处理获得竖直方向的加速度，再利用离散傅里叶变换将竖向加速度转化为频域内的加速度复数序列，然后引入控制函数减弱低频噪声，经过频域积分、离散傅里叶逆变换、时域积分获得竖直方向的位移，最后通过后处理得到最终的波形。多功能水槽试验采取10中不同波高和周期的工况，对比空投波浪测量浮标与波高仪的测量结果，试验结果表明，浮标的测量误差在10%以内，达到测波标准。 相似文献
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自然海况下波浪特性的初步研究 总被引：2，自引：0，他引：2
赵栋梁 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2002,32(6):853-858
通过分析大量的外海浮标观测资料 ,发现波龄和无因次波高之间存在非常好的相关性 ,自然海况下的波浪场满足 3/ 5指数律 ,其波龄可达到几十 ,远远超过风浪波龄的上限 1 .4,说明波浪组成波之间波 -波共振非线性相互作用是波浪内部结构的主要调节机制 ,使波高和周期之间具有很好的相关性。 相似文献
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为了证明雷达水位计波高测量的有效性,基于PY30-1石油平台上的雷达水位计海面高度变化观测数据,开展了雷达水位计海浪波高信息提取算法研究。基于所发展算法提取海浪波高信息,与同一平台上的C波段测波雷达观测数据及平台附近的浮标观测数据进行了比对分析。结果表明,雷达水位计数据提取的海面波高数据与C波段测波雷达及浮标测量数据一致性较好,二者标准偏差分别为0.006和0.008 m,均方根误差(RMS)分别为0.55和0.60 m。波高小于4 m时一致性优于波高大于4 m的一致性,波高大于4 m时水位计提取的波高偏小。因此,雷达水位计可作为波高观测的重要数据源之一。 相似文献