理论教育 海洋水文测量:GPS定位法及遥感测波

海洋水文测量:GPS定位法及遥感测波

时间:2023-09-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:将GPS接收器安装于海上浮标上,由接收器接收卫星所发射的无线电波以及无线电波行径的时间或波数,可以定位出接收器的位置坐标,以GPS的信号量测浮标体的运动,进而求取波浪参数。遥感测波分为无线电反射波法和航空摄影法。

海洋水文测量:GPS定位法及遥感测波

将GPS接收器安装于海上浮标上,由接收器接收卫星所发射的无线电波以及无线电波行径的时间或波数,可以定位出接收器的位置坐标,以GPS的信号量测浮标体的运动,进而求取波浪参数。中雷达高度计可以测量出海面有效波高,合成孔径雷达(SAR)可以测量有效波高和海浪方向谱。

使用步骤:①获取GPS速度信号;②侦测与滤除GPS信号漏损数据;③利用傅里叶变换分析法计算垂直速度谱;④速度谱转换为水位谱;⑤计算示性波高与平均周期;⑥利用有限傅里叶级数法计算方向波谱。

优点:适用于各种海况,不需要岸上基准站,也不需要卫星运动信息,使用单一的GPS接收器即可进行波浪量测,是未来具有潜力的波浪量测工具。

缺点:必须在有非常高密度的GPS基准站的条件下才能处理因GPS信号中断偶尔出现信号漏损的问题,因此会影响波浪分析结果的准确性。雷达高度计用于海岸地区因其空间变化较大,轨迹所覆盖的范围和重复性都是相对程式化的,不能获得波浪周期和方向。

遥感测波分为无线电反射波法和航空摄影法。

1.无线电反射波法(www.daowen.com)

根据接收到的几个劳兰台无线电反射波信号的强弱确定波高,根据多普勒频移的方向判断波向;雷达波长通常在厘米范围内,只有非常小的水波才反射雷达波(由风、流,或由破碎产生的毛细波,其他表面张力波),但较长的波中水质点运动的轨迹,在波峰处略短于波谷处。

2.航空摄影法

利用激光平行光线照射从飞机垂直向下拍摄的全息照片,通过傅里叶变换透镜形成夫琅和费衍射图像,再用光电读出器测出波浪的方向和能量。

优点:大面积快速测波。

缺点:由于水面的变化,通常需要运行两架飞机,使用两个照像机同时拍照。

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