隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和綜合國力的逐步提高,許多重要部門對海洋監(jiān)測提出了更高的要求。波浪浮標(biāo)是一種常用的海洋監(jiān)測設(shè)備,具有無人值守、自動測量的優(yōu)點,目前被廣泛應(yīng)用于各個海洋監(jiān)測站。它可以定點、定時、連續(xù)、準(zhǔn)確地對海面波浪的高度、周期以及波浪傳播方向等水文要素進(jìn)行遙測。 本文在介紹國內(nèi)外波浪浮標(biāo)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,指出了國內(nèi)現(xiàn)有浮標(biāo)的缺陷,分析了國外浮標(biāo)在我國不適用的主要原因,提出了一套完整的波浪浮標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計方法和波浪浮標(biāo)數(shù)據(jù)處理方法。主要是波浪浮標(biāo)整體系統(tǒng)的總體設(shè)計方案,重點是波浪數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計方案,包括：微處理器單元、GPS單元、加速度傳感器單元、電子羅盤單元以及嵌入式系統(tǒng)中軟件的優(yōu)化設(shè)計。此外,在介紹隨機(jī)海浪模型,波高和波周期等海浪參數(shù)統(tǒng)計方法的前提下,重點介紹了基于加速度傳感器的波浪浮標(biāo)的測波原理和基于GPS傳感器的波浪浮標(biāo)的測波原理,然后比較了兩種方法的優(yōu)缺點,針對兩種傳感器提出了基于卡爾曼濾波器的信息融合新算法,以提高系統(tǒng)采集波面序列的精度。 最后在介紹海浪功率譜和方向譜估計方法的基礎(chǔ)上,提出了基于我國近海水淺特征的波浪浮標(biāo)系統(tǒng)的功率譜、方向譜和波向的計算方法。波浪浮...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 引言
    1.1 國外波浪浮標(biāo)的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.1.1 荷蘭Datawell公司的波浪騎士波浪浮標(biāo)
        1.1.2 加拿大AXYS公司的波浪浮標(biāo)
    1.2 國內(nèi)波浪浮標(biāo)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 第一階段(1965～1975)
        1.2.2 第二階段(1975～1985)
        1.2.3 第三階段(1985～今)
    1.3 本章小結(jié)
第二章 波浪浮標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計
    2.1 單片機(jī)微處理器系統(tǒng)
    2.2 GPS接收機(jī)模塊
    2.3 加速度傳感器模塊
    2.4 電子羅盤模塊
    2.5 無線傳輸模塊
    2.6 采集電路嵌入式軟件設(shè)計
    2.7 本章小結(jié)
第三章 波浪浮標(biāo)測波算法研究
    3.1 波高和周期的統(tǒng)計方法
    3.2 波浪浮標(biāo)的測波方法
        3.2.1 基于加速度傳感器的波浪浮標(biāo)測波方法
        3.2.2 基于GPS傳感器的波浪浮標(biāo)測波方法
        3.2.3 兩種波浪浮標(biāo)的性能與模型對比
    3.3 多傳感器的信息融合算法
    3.4 本章小結(jié)
第四章 波浪浮標(biāo)譜估計算法研究
    4.1 海浪功率譜估計與應(yīng)用
        4.1.1 相關(guān)函數(shù)法
        4.1.2 周期圖法
        4.1.3 最大熵法
    4.2 海浪功率譜方法比較
    4.3 海浪功率譜的應(yīng)用
        4.3.1 由功率譜計算波高
        4.3.2 由功率譜計算周期
        4.3.3 由功率譜計算波長
    4.4 海浪方向譜估計與應(yīng)用
        4.4.1 傅里葉級數(shù)法
        4.4.2 最大似然法
        4.4.3 擴(kuò)展本征矢法
        4.4.4 貝葉斯法
    4.5 基于本波浪浮標(biāo)系統(tǒng)的譜估計與計算
        4.5.1 功率譜的估計與計算
        4.5.2 方向譜的估計與計算
    4.6 海浪的方向計算
    4.7 本章小結(jié)
第五章 波浪浮標(biāo)系統(tǒng)軟件設(shè)計
    5.1 浮標(biāo)協(xié)同測波數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件綜述
        5.1.1 運行環(huán)境
        5.1.2 軟件結(jié)構(gòu)
        5.1.3 軟件功能簡介
    5.2 軟件的安裝與卸載
    5.3 軟件的使用
        5.3.1 數(shù)據(jù)接收
        5.3.2 海浪參數(shù)估計
        5.3.3 海浪功率譜和方向圖的繪制
    5.4 軟件使用注意事項
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)和展望
參考文獻(xiàn)
發(fā)表論文和參加科研情況說明
致謝



本文編號：4042852