基于潜标的海洋湍流数据检测与处理方法的研究

发布时间：2023-04-01 14:07

　　海洋湍流是一种高频的随机运动，在海洋中普遍存在。湍流现象的发生对海水温度、盐度的改变，对洋流和海洋气候的影响，对海洋生物的生长和分布等都有重要影响。因此，对海洋湍流信息的准确掌握与分析，可以有效的完善人们对海洋环境的认识，有助于人们进一步加强对海洋气候和灾害预报体系的改进，推进对海洋可再生能源的利用。目前，世界上部分国家已经开始了对湍流观测和数据采集的研究，并不断研制湍流观测仪器，湍流数据的获取技术已成为研究海洋观测技术领域的重要方向。 本文在总结各国海洋湍流观测仪器的开发历史及经验基础上，详细论述了自主研发并设计制造的基于锚系潜标的海洋湍流观测仪（FMS-OUC）系统，对各部分组成及功能指标做出详细描述。同时，设计了与目前国际上比较流行的微结构剖面仪测量方法的比测实验，在实践方面论证了锚系湍流观测系统测量的准确度与精确度均以达到国际水平。 湍流检测仪在测量湍流信号时会受到各种噪声的干扰。在数字信号处理方面，时频分析方法通过将一维信号变换到二维时频平面上，以有效的展现出非平稳信号时间和频率的变化对应关系，分析信号的局部特性，从而揭示信号所隐含的深层信息，常用的有短时傅里叶变换、魏格纳-...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究意义及背景
        1.1.1 海洋湍流的基本概念
        1.1.2 研究海洋湍流的意义
    1.2 湍流观测发展及现状
    1.3 主要研究内容及工作
2 基于锚系潜标的湍流观测系统
    2.1 潜标系统概况
    2.2 湍流观测仪主浮体结构设计
    2.3 湍流观测仪内部电路设计
        2.3.1 剪切探头检测原理
        2.3.2 湍流信号的检测过程
    2.4 发展历程
3 数字信号处理方法综述
    3.1 数字信号处理的基本原理
        3.1.1 概述
        3.1.2 数字信号的特征及分类
        3.1.3 信号的分解
    3.2 傅里叶分析原理
        3.2.1 周期信号的傅里叶级数展开
        3.2.2 非周期信号的傅里叶变换
        3.2.3 离散傅里叶变换(DFT)
        3.2.4 傅里叶变换在信号处理中的缺点及改进办法
    3.3 小波分析原理
        3.3.1 小波函数分类
        3.3.2 连续小波变换
        3.3.3 离散小波变换
        3.3.4 小波分解
        3.3.5 小波重构
4 基于匹配追踪的数据处理方法
    4.1 匹配追踪（MP）算法概述
    4.2 Matching Pursuit 算法原理
    4.3 小波原子库的建立
        4.3.1 湍流信号分析中小波基的分析和选取
        4.3.2 基于小波原子的过完备原子库的建立
5 相关实验及结果分析
    5.1 仿真实验及结果分析
        5.1.1 正弦信号仿真实验
        5.1.2 实验室实物模拟低频震荡实验
        5.1.3 实验室高频信号实物模拟实验
    5.2 外海试验及结果分析
        5.2.1 外海实验过程
        5.2.2 实验数据处理及结果分析
6 论文总结与展望
参考文献
致谢
个人简历
发表的学术论文



本文编号：3777279