基于波数谱的风涌分离算法研究
发布时间：2022-08-10 17:34
海浪在海洋活动中是非常常见的一种表现形式。大多数情况下,海况都是受到风浪和涌浪的共同影响,但是风浪和涌浪的外在表现形式和内部机制差别很大。在不同沿海海域和受到不同气象环境作用下,风浪和涌浪在海浪谱中通常以双峰谱或者多峰谱的表现形式居多。海况由于受到风浪和涌浪的共同影响,将导致海浪参数波向、波高和波周期等改变了原来的物理意义,因此研究风涌的分离和识别就变得尤为迫切。本文基于“舰载X波段航海雷达海浪反演技术”科研项目,对雷达图像数据的风涌分离做出了研究。本文在研究分析国内外大量文献后发现,现有对风涌分离进行分析研究的谱方法所进行实验的海浪数据全部采用的是浮标数据,几乎没有依据X波段航海雷达图像反演海浪谱来进行风涌分离的研究,因此本文基于航海雷达数据对实现风浪和涌浪的分离方法进行了研究。目前,利用谱方法对风涌实现分离主要有两种方法:一维谱方法和二维谱方法。由于利用一维谱方法进行风涌分离考虑的信息相对较少,因此在实际应用中较为广泛。利用二维谱方法进行风涌分离的效果最明显、最可靠,但是使用二维谱方法进行风涌分离需要考虑的信息相对较多,因此在实际应用中做起来相对而言比较困难。本文首先介绍了利用航海...
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 本文的研究目的、背景和意义
1.2 风涌分离的研究现状
1.2.1 国外的研究现状
1.2.2 国内的研究现状
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本文的章节安排
第2章 基于X波段航海雷达图像的海浪谱提取技术
2.1 X波段航海雷达简介
2.1.1 雷达作用距离
2.1.2 雷达的分辨力
2.1.3 雷达散射截面积
2.1.4 X波段航海雷达成像原理
2.2 海浪监测设备组成及工作原理
2.3 图像预处理
2.3.1 图像的预处理
2.3.2 傅里叶变换
2.3.3 波数-频率能量谱的获取
2.3.4 海表层流的反演
2.3.5 调制传递函数
2.3.6 坐标变换
2.4 雷达图像反演海浪谱
2.4.1 区域选取
2.4.2 海浪谱的提取
2.5 本章小结
第3章 一维海浪谱风涌分离的方法研究
3.1 海浪谱模型
3.1.1 PM谱模型
3.1.2 JONSWAP谱模型
3.2 一维海浪谱风涌分离方法
3.2.1 PM方法
3.2.2 OP方法
3.3 一维海浪谱的波系统参数
3.4 纯风浪海况下的风涌分离
3.5 风涌混合浪海况下的风涌分离
3.6 本章小结
第4章 基于X波段航海雷达图像的二维风涌分离算法
4.1 二维海浪谱的风涌分离方法
4.2 频率方向谱的表示方法
4.3 二维海浪谱的风涌分离算法
4.3.1 波峰分割
4.3.2 风浪波峰的识别与合并
4.3.3 相交涌浪波峰的识别与合并
4.3.4 能量阈值检测
4.4 基于X波段航海雷达的风涌分离算法实现
4.5 本章小结
第5章 风涌分离算法性能验证
5.1 风涌分离的验证设计
5.2 计算海浪参数及误差分析方法
5.2.1 计算海浪参数
5.2.2 误差分析方法
5.3 数据实验及算法性能验证
5.3.1 实验数据的选取
5.3.2 风涌分离的算法验证
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]涌浪基本理论研究综述[J]. 周延东,雷震名,孙国民,尹汉军,张义丰,裴晔. 水道港口. 2016(01)
[2]运动平台下X波段雷达海面风向反演算法[J]. 卢志忠,杨建坡,黄玉. 系统工程与电子技术. 2016(04)
[3]浅水环境下波浪能能流密度计算方法研究[J]. 江兴杰,杨永增,王道龙,孙盟. 海洋学报. 2015(09)
[4]利用X波段导航雷达探测海洋表面流速的方法[J]. 王立,吴雄斌,马克涛,沈志奔. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(01)
[5]1988-2009年中国海及周边海域大浪频率对ElNino的响应[J]. 郑崇伟,潘静,黎鑫,周林. 海洋通报. 2014(02)
[6]风浪与涌浪相互影响的实验[J]. 陈汉宝,刘海源,徐亚男,白玉川. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2013(12)
[7]通信信号对雷达信号干扰的分析[J]. 刘营营,荣兴兴. 电子世界. 2013(20)
[8]基于X波段雷达反演海态参数的影响因素分析[J]. 王广海,楚晓亮,徐铭,王峰,王剑. 海洋湖沼通报. 2013(03)
[9]微波雷达海洋回波多普勒频谱的数值仿真[J]. 陈泽宗,金燕,陈曦,范林刚. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(09)
[10]风浪和涌浪分离方法的比较[J]. 李水清,赵栋梁. 海洋学报(中文版). 2012(02)
博士论文
[1]X波段雷达海杂波中噪声抑制的研究与实现[D]. 李英.哈尔滨工程大学 2013
[2]基于航海雷达图像的海面风场反演算法研究[D]. 贾瑞才.哈尔滨工程大学 2012
[3]X波段雷达海浪与海流遥感机理及信息提取方法研究[D]. 崔利民.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2010
[4]基于子母式浮标的海浪谱反演技术的研究[D]. 李小波.山东科技大学 2008
硕士论文
[1]SAR反演海浪方向谱及其在中国海和西北太平洋的特性[D]. 刘晓燕.中国海洋大学 2014
[2]动态环境下X波段航海雷达海浪参数反演研究[D]. 宋静怡.哈尔滨工程大学 2014
[3]基于X波段雷达的海流信息反演及海态参数影响因素分析[D]. 王广海.中国海洋大学 2013
[4]X波段雷达海浪遥感机理及海浪信息反演[D]. 曾星.中国海洋大学 2012
[5]雷达测波系统信息处理器的设计与实现[D]. 赵飞鹏.哈尔滨工程大学 2012
[6]南海天然气水合物开发的风险因素分析[D]. 马文婧.中国海洋大学 2011
[7]SZF型波浪浮标数据采集、处理与无线传输系统[D]. 张莹.中国海洋大学 2010
[8]X波段雷达海面流场信息提取技术研究[D]. 周蓓.中国海洋大学 2008
[9]X波段雷达图像的海浪信息提取[D]. 王淑娟.中国海洋大学 2007
[10]基于天线和波形设计的反无源探测雷达技术研究[D]. 刘玲慧.南京理工大学 2007
本文编号：3674060
【文章页数】：72 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 本文的研究目的、背景和意义
1.2 风涌分离的研究现状
1.2.1 国外的研究现状
1.2.2 国内的研究现状
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本文的章节安排
第2章 基于X波段航海雷达图像的海浪谱提取技术
2.1 X波段航海雷达简介
2.1.1 雷达作用距离
2.1.2 雷达的分辨力
2.1.3 雷达散射截面积
2.1.4 X波段航海雷达成像原理
2.2 海浪监测设备组成及工作原理
2.3 图像预处理
2.3.1 图像的预处理
2.3.2 傅里叶变换
2.3.3 波数-频率能量谱的获取
2.3.4 海表层流的反演
2.3.5 调制传递函数
2.3.6 坐标变换
2.4 雷达图像反演海浪谱
2.4.1 区域选取
2.4.2 海浪谱的提取
2.5 本章小结
第3章 一维海浪谱风涌分离的方法研究
3.1 海浪谱模型
3.1.1 PM谱模型
3.1.2 JONSWAP谱模型
3.2 一维海浪谱风涌分离方法
3.2.1 PM方法
3.2.2 OP方法
3.3 一维海浪谱的波系统参数
3.4 纯风浪海况下的风涌分离
3.5 风涌混合浪海况下的风涌分离
3.6 本章小结
第4章 基于X波段航海雷达图像的二维风涌分离算法
4.1 二维海浪谱的风涌分离方法
4.2 频率方向谱的表示方法
4.3 二维海浪谱的风涌分离算法
4.3.1 波峰分割
4.3.2 风浪波峰的识别与合并
4.3.3 相交涌浪波峰的识别与合并
4.3.4 能量阈值检测
4.4 基于X波段航海雷达的风涌分离算法实现
4.5 本章小结
第5章 风涌分离算法性能验证
5.1 风涌分离的验证设计
5.2 计算海浪参数及误差分析方法
5.2.1 计算海浪参数
5.2.2 误差分析方法
5.3 数据实验及算法性能验证
5.3.1 实验数据的选取
5.3.2 风涌分离的算法验证
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]涌浪基本理论研究综述[J]. 周延东,雷震名,孙国民,尹汉军,张义丰,裴晔. 水道港口. 2016(01)
[2]运动平台下X波段雷达海面风向反演算法[J]. 卢志忠,杨建坡,黄玉. 系统工程与电子技术. 2016(04)
[3]浅水环境下波浪能能流密度计算方法研究[J]. 江兴杰,杨永增,王道龙,孙盟. 海洋学报. 2015(09)
[4]利用X波段导航雷达探测海洋表面流速的方法[J]. 王立,吴雄斌,马克涛,沈志奔. 武汉大学学报(信息科学版). 2015(01)
[5]1988-2009年中国海及周边海域大浪频率对ElNino的响应[J]. 郑崇伟,潘静,黎鑫,周林. 海洋通报. 2014(02)
[6]风浪与涌浪相互影响的实验[J]. 陈汉宝,刘海源,徐亚男,白玉川. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2013(12)
[7]通信信号对雷达信号干扰的分析[J]. 刘营营,荣兴兴. 电子世界. 2013(20)
[8]基于X波段雷达反演海态参数的影响因素分析[J]. 王广海,楚晓亮,徐铭,王峰,王剑. 海洋湖沼通报. 2013(03)
[9]微波雷达海洋回波多普勒频谱的数值仿真[J]. 陈泽宗,金燕,陈曦,范林刚. 武汉大学学报(信息科学版). 2013(09)
[10]风浪和涌浪分离方法的比较[J]. 李水清,赵栋梁. 海洋学报(中文版). 2012(02)
博士论文
[1]X波段雷达海杂波中噪声抑制的研究与实现[D]. 李英.哈尔滨工程大学 2013
[2]基于航海雷达图像的海面风场反演算法研究[D]. 贾瑞才.哈尔滨工程大学 2012
[3]X波段雷达海浪与海流遥感机理及信息提取方法研究[D]. 崔利民.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2010
[4]基于子母式浮标的海浪谱反演技术的研究[D]. 李小波.山东科技大学 2008
硕士论文
[1]SAR反演海浪方向谱及其在中国海和西北太平洋的特性[D]. 刘晓燕.中国海洋大学 2014
[2]动态环境下X波段航海雷达海浪参数反演研究[D]. 宋静怡.哈尔滨工程大学 2014
[3]基于X波段雷达的海流信息反演及海态参数影响因素分析[D]. 王广海.中国海洋大学 2013
[4]X波段雷达海浪遥感机理及海浪信息反演[D]. 曾星.中国海洋大学 2012
[5]雷达测波系统信息处理器的设计与实现[D]. 赵飞鹏.哈尔滨工程大学 2012
[6]南海天然气水合物开发的风险因素分析[D]. 马文婧.中国海洋大学 2011
[7]SZF型波浪浮标数据采集、处理与无线传输系统[D]. 张莹.中国海洋大学 2010
[8]X波段雷达海面流场信息提取技术研究[D]. 周蓓.中国海洋大学 2008
[9]X波段雷达图像的海浪信息提取[D]. 王淑娟.中国海洋大学 2007
[10]基于天线和波形设计的反无源探测雷达技术研究[D]. 刘玲慧.南京理工大学 2007
本文编号：3674060
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/chuanbolw/3674060.html
