海洋观测波浪仪的设计与实现.pdf

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1、@:海洋观测波浪仪的设计与实现工程领域：电子与通信工程研究方向：宽带多普勒测流技术论文作者：翻、洋学校导师：张雪芹副教授企业导师：许伟杰研究员定稿日期：年月日学位论文使用授权声明本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华东理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密论文在解密后遵守此规定。论文涉密情况：￠不保密口保密，保密期（年—

2、月—日至年—月—日）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：妒年月？日日期：年月？日分类号：密级：华东理工大学工程硕士学位论文海洋观测波浪仪的设计与实现潘涓洋指导教师姓名：张雪芹副教授华东理工大学许伟杰研究员中国科学院声学研究所东海研究站申请学位级别：硕士工程领域：电子与通信工程论文定稿日期：论文答辩日期：学位授予单位：华东理工大学学位授予日期：答辩委员会主席：朱煜教授评阅人：林家骏教授张建军研究员作者声明我郑重声明：本人恪守学术道德，崇尚严谨学风。所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的

3、结果。除文中明确注明和引用的内容外，本论文不包含任何他人已经发表或撰写过的内容。论文为本人亲自撰写并对所写内容负责。论文作者签名：）年月日华东理工大学硕士学位论文第页海洋观测波浪仪的设计与实现摘要海洋等水体的运动及在海面发生的蒸汽是影响全球气候变化的重要因素，不断监测海流的变化，对随时掌握自然界的变化规律具有重要的意义。本文首先介绍了多普勒测流技术在国内外的研究现状及多普勒测流相关技术。其次根据对海底海流剖面流速，海面波浪海水悬浮泥沙进行检测的要求，介绍了一种基于多普勒测流技术的海洋观测流速波浪仪的设计，包括该

4、波浪仪的系统的组成和软件总体设计。本文重点研究了海洋观测流速波浪仪的相关降噪技术，包括接收部件的降噪电路设计，在宽带测流中采用改进的复相关测频算法对回波信号测频，并人为地对水流进行分层流速转换，以及引入平滑算法对测流数据进行降噪处理等。软件仿真和设备水下实验验证了本文所设计的海洋观测流速波浪仪测量精度满足设计指标的要求。本文所提出的方法对后续的声学多普勒流速剖面仪（系统研制有一定的参考价值。关键字：海洋观测流速波浪仪；多普勒原理；接收降噪设计；复相关测频算法；第页华东理工大学硕士学位论文，，，，，，；；；；华东

5、理工大学硕士学位论文第页目录第章绪论课题研究背景及意义多普勒流速剖面仪（综述简述应用背景发展方向国内外研究的现状海洋观测流速波浪仪的用途论文的主要工作与论文结构第章多普勒测流相关技术介绍多普勒测流技术几种多普勒测量的技术介绍脉冲脉冲非相关多普勒技术脉冲脉冲相关多普勒技术脉冲编码宽带多普勒技术误差分析复相关测频算法第章海洋观测流速波浪仪系统设计与实现海洋观测流速波浪仪硬件设计海洋观测流速波浪仪观测流速波浪仪的系统方案海洋观测流速波浪仪结构组成海洋观测流速波浪仪软件设计系统软件总体结构设计系统状态和工作模式第章海洋

6、观测流速波浪仪相关降噪技术研究接收机的电路设计和噪声计算接收机各功能模块设计计算说明接收机的噪声计算基于谱矩估计理论测流算法的数据降噪有噪声时复相关测频法的改进复相关测频算法软件实现测流数据的随机噪声与野点数据处理算法研究第页华东理工大学硕士学位论文算法仿真与对比第章测试与结论海洋观测流速波浪仪的测试现场测试试验与结果实验结果分析第章结论与展望参考文献那射华东理工大学硕士学位论文第页第章绪论课题研究背景及意义海洋等水体的各类运动及在海面所发生的一系列蒸汽交换是影响全球气候变化和形成洪漠等自然灾害的最主要的要素，

7、因此必须不断监测海流的变化，从而可以时刻掌握自然界的变化规律。我国是一个海洋资源富饶的国家，如何安全的开发海洋的环境显得特别的重要，因此海洋的各种研究和问题都要得到很大程度上的重视⑴。实际生活中的例子有比如在日本发生了级的大地震，大地震所引发的海喊给日本带来了巨大的灾难，并因此引起了核事故的发生，如果以前对近岸海流进行监测，就能够提前性的发出预警的告示，从而可以降低灾害带给人们的伤害。再比如说生活中建港、运输海底矿产幵发一系列消耗海洋资源的开发活动都需要掌握海流的持久性的变化规律，以降低各种工程的造价，保障海上

8、作业的安全，所以我们了解到的情况是海流的实时测量和预先的警示仍旧是取得海上各种活动的首要资料的关键性问题。在幵发海洋的同时，应当注意保护海洋环境，海洋的污染加剧是因为海洋开发活动的增加，同时开发的活动又给江河带来了大量的泥沙和污染物。我们知道声学方法是当前最有效的一种方法，它是仅有的可以实时并长时间对水中悬浮污染物的分布进行高效的高分辨率的测量，与此同时又是在不干扰流场条件下进行的，同