發(fā)布時(shí)間：2020-05-17 20:11

【摘要】：海洋內(nèi)孤立波是在海洋中普遍存在的一種特殊的內(nèi)波，具有大振幅、單向傳播、傳播速度快等特點(diǎn)，在傳播過程中波形和波速基本保持不變，是一種非線性波。由于其在傳播過程中伴隨著巨大的擾動(dòng)，所以對(duì)海洋工程、海洋聲學(xué)、海洋生態(tài)環(huán)境、海洋軍事等有重要的影響。因此，進(jìn)行內(nèi)孤立波的觀測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)警工作具有重要的研究意義和技術(shù)價(jià)值。 本文目的是利用ARM技術(shù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)孤立波傳播特征的監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。論文首先介紹了基于ADCP技術(shù)進(jìn)行內(nèi)孤立波監(jiān)測(cè)以及數(shù)據(jù)采集的流程，然后進(jìn)行了ARM嵌入式技術(shù)實(shí)現(xiàn)內(nèi)波監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、監(jiān)測(cè)內(nèi)孤立波傳播特征的算法研究，最后通過TX-2440A開發(fā)板和ARM9應(yīng)用程序進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室階段的技術(shù)開發(fā)。在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的支持下，，實(shí)現(xiàn)了海洋內(nèi)孤立波傳播特征的信息提取與顯示處理。 由于ARM芯片具備運(yùn)算能力強(qiáng)，體積小、功耗低、低成本、高性能等優(yōu)點(diǎn)，而且性能卓越，能順利運(yùn)行操作系統(tǒng)，連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行和復(fù)雜信號(hào)分析，操作界面華麗流暢，我們選用ARM嵌入式技術(shù)能夠最佳適合海洋內(nèi)波數(shù)據(jù)的信號(hào)處理。 結(jié)果表明，利用ARM技術(shù)開展內(nèi)孤立波的研究具有可以運(yùn)行復(fù)雜算法檢驗(yàn)、文字顯示與圖形處理同步、聲光電信號(hào)預(yù)警、綜合開展理論研究與技術(shù)開發(fā)的多功能特點(diǎn)。
【圖文】：

ADCP 采集數(shù)據(jù)的內(nèi)孤立波傳播特征法設(shè)計(jì)術(shù)數(shù)據(jù)采集原理海流剖面儀(Acoustic Doppler Current Profiler)是一用聲學(xué)多普勒原理來測(cè)量海流速度的先進(jìn)的實(shí)時(shí)測(cè)流剖面儀采用聲納系統(tǒng)，對(duì)流場(chǎng)不產(chǎn)生任何擾動(dòng)損，可以真實(shí)地反映流場(chǎng)，并且一次可以測(cè)量一個(gè)分量和絕對(duì)方向口，由于 ADCP 既發(fā)射聲波又接方向的水流速度[21]。聲換能器向海水介質(zhì)發(fā)射特定頻率的定向聲脈沖海水中聲波散射體上反射的回波信號(hào)。

對(duì)于航向角 Heading 數(shù)據(jù)，每一時(shí)刻的數(shù)據(jù)用 Heading(n)表示，Headin平滑算法步驟如下：(1) 輸入 Heading(n+1)，計(jì)算相鄰時(shí)刻 Heading(n+1)和 Heading(n)的絕對(duì)abs；(2) 考慮選取合適的閾值 θ，比較 abs 和 θ 的大小：(a) 若 abs>θ，取 Heading(n+1)=(4Heading( )nt nt= ∑ )/5)；(b) 否則，Heading 值不作為奇異值處理，其值不變；以 719 內(nèi)波(指 2007 年 7 月 19 日監(jiān)測(cè)的內(nèi)波)數(shù)據(jù)和 720 內(nèi)波(指 200月 20 日監(jiān)測(cè)的內(nèi)波)數(shù)據(jù)的航向角數(shù)據(jù)為例，見圖 4 和圖 5，數(shù)據(jù)優(yōu)化比較見圖 4 和圖 5。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：P716.2

【參考文獻(xiàn)】

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1 趙勝凱;王志芳;;ADCP基本原理及應(yīng)用[J];河北水利;2007年11期

2 孫麗;杜濤;李群;;內(nèi)孤立波的研究與數(shù)值模型[J];海洋湖沼通報(bào);2006年04期

3 柯自明;尹寶樹;徐振華;侯一筠;;南海文昌海域內(nèi)孤立波特征觀測(cè)研究[J];海洋與湖沼;2009年03期

4 李海艷;何宜軍;杜濤;丘仲鋒;;從內(nèi)波SAR圖像中提取躍層深度和內(nèi)波振幅的非線性方法[J];海洋環(huán)境科學(xué);2007年06期

5 杜濤,吳巍,方欣華;海洋內(nèi)波的產(chǎn)生與分布[J];海洋科學(xué);2001年04期

6 蔣國榮,汪曉嬌,張軍,張韌;內(nèi)波研究的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀[J];海洋預(yù)報(bào);2005年S1期

7 張翔;鄧冰;張銘;;背景流與地形對(duì)海洋內(nèi)波影響初探[J];海洋預(yù)報(bào);2012年03期

8 范植松,耿建,張遠(yuǎn)凌,王大奎;南海北部內(nèi)孤立波SAR遙感反演的初步研究[J];中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年06期

9 李群;孫麗;徐肇廷;;內(nèi)孤立波波-波相互作用的數(shù)值模擬[J];中國海洋大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2007年06期

10 陳守虎,吳立新,張仁和,李整林,James F.Lynch,Timothy F.Duda,Arthur E.Newhall;南中國海內(nèi)波特征及其引起的聲場(chǎng)起伏[J];自然科學(xué)進(jìn)展;2004年10期

本文編號(hào)：2669114