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《秦皇岛近海海区往复流周期分析算法初探》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2010NO.16ScienceandTechnologyInnovationHerald科技创新导报工程技术秦皇岛近海海区往复流周期分析算法初探张春江(天津海事局秦皇岛航标处天津066004)摘要:按照部局“十一·五”末我国通航航测管理工作主要指标将达到或超过中等发达国家的水平,建立可靠的航海保障信息收集发布体系的总体要求,秦皇岛航标处于2008年开始进行港域环境监测系统建设,实现流速、流向、风速、风向、能见度、水温、水位、空气温湿度等港域环境素的远程实时监测。本文简要介绍了在实践中对海流的周期分析,并对周期
2、分析算法进行初步探讨。关键词:海流周期分析算法中图分类号:P722.6文献标识码:A文章编号:1674-098X(2010)06(a)-0113-031引言圆满的解决了潮流分析的问题。放入队尾,并扔掉原来队首的一次数据(先海水并非平静不动,而是有规律的向进先出原则)。把队列中的N个数据进行算一定方向流动着,海水的这种流动称为海4往复流周期分析算法比较术平均运算,就可获得新的滤波结果。流,海水周期性的水平运动产生潮流。秦皇数字滤波,是将一组输入数字序列进B、优点:岛海区潮流的周期主要受到潮汐的影响。行一定的运算而
3、转换成另一组输出数字序对周期性干扰有良好的抑制作用,平受地形的限制潮流主要在两个方向变列的运算方法,是实时数字采样系统采集滑度高。化,每隔几个小时改变一次方向,呈现出周数据的常规处理方法。采用数字滤波算法,C、缺点:期性的来往流动,这种潮流叫“往复流”。可以将高频杂波滤掉,使曲线接近理想往灵敏度低,对偶然出现的脉冲性干扰秦皇岛近港海区,为典型半日潮,往复复流曲线,为下一步斜率分析做预处理。的抑制作用较差;不易消除由于脉冲干扰流港。常用的数字滤波算法优缺点分析:所引起的采样值偏差,不适用于脉冲干扰海流和潮汐对港口
4、建设、航道规划和4.1限幅滤波法(又称程序判断滤波法)比较严重的场合。维护、船舶进出港、渔业作业乃至旅游航运A、方法:4.5中位值平均滤波法(又称防脉冲干扰平都有较大的影响,因此,对近海往复流的研根据经验判断,确定两次采样允许的均滤波法)究具有重要的意义。最大偏差值(设ia为A),每次检测到新值时A、方法:判断:如果本次值与上次值之差<=A,则本相当于“中位值滤波法”+“算术平均滤2近海往复流周期划分次值有效;如果本次值与上次值之差>A,波法”。结合实时监测数据,相关海区海流情则本次值无效,用上次值代替本次值。
5、连续采样N个数据,去掉一个最大值和况如下:B、优点:一个最小值，然后计算N-2个数据的算术京唐监测浮标某日13:00至16日14时区能有效克服因偶然因素引起的脉冲干平均值，N值的选取:3～14。间的水下2.5m处海流数据曲线图,在这24扰。B、优点:小时时段内经历4次转流,四次平流期。C、缺点:融合了两种滤波法的优点，对于偶然在转流期中,流速逐渐减小,再逐渐变无法抑制那种周期性的干扰;平滑度出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰大,在中期会出现此阶段流速最小值,每次差。所引起的采样值偏差。转流期结束后即进入平流期
6、。4.2中位值滤波法C、缺点:平流期流速先逐渐变大,再逐渐变小,A、方法:测量速度较慢,和算术平均滤波法一在中期会出现流速最大值,平流期结束后连续采样N次(N取奇数),把N次采样值样。即进入下一次转流期。按大小排列,取中间值为本次有效值。4.6限幅平均滤波法B、优点:A、方法:3往复流周期的分析方法能有效克服因偶然因素引起的波动干相当于“限幅滤波法”+“递推平均滤波潮流的周期性规律,以及最大流速和最扰,对温度、液位的变化缓慢的被测参数有法”，每次采样到的新数据先进行限幅处小流速,广泛应用在港口的船舶驾引、港口良
7、好的滤波效果。理,再送入队列进行递推平均滤波处理。基建和航道规划等实际工作中,潮流的周期C、缺点:B、优点:性分析具有重要的意义。过去,所有的分析对流量、速度等快速变化的参数不宜。融合了两种滤波法的优点，对于偶然都是采用人工采集,人工分析,工作量大,而4.3算术平均滤波法出现的脉冲性干扰,可消除由于脉冲干扰且采集和分析不连续,实时性差。2008年,我A、方法:所引起的采样值偏差。处建成的港域环境实时监测系统中,采用现连续取N个采样值进行算术平均运算,C、缺点:代化的超声多普勒多层流速分析仪进行数取平均值为本次采
8、样值。当N值较大时:信比较浪费RAM。据采集,结合现代通讯技术和计算机技术,号平滑度较高,但灵敏度较低;N值较小时:4.7一阶滞后滤波法实时采集多个水层的流速流向数据,进行实信号平滑度较低,但灵敏度较高;N值的选A、方法:时的海流数据采集,同时采用创新的实时分取:根据噪音信号的性质和频率选取。取a=0～1析算法,使海流的监测和分析实现了自动B、优点:本次滤波结果=(1-a)*本次采样值
