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海面风向的提取和海况参数传输、反演表征系统的实现研究

作　者: 吴添华
导　师: 刘锦高
学　校: 华东师范大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 高频地波雷达多普勒谱流场风场浪场遗传算法多层分布式 C/S
分类号: TN959
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
下　载: 135次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

高频雷达能探测海面风、浪、流等动力学要素。它在海洋学上可用于研究海浪性质，能实时监测海况而服务于航海业、海洋工程、海洋警戒、海洋渔业和海洋平台作业等，还能获取气象预报中所需要的海面风场图。本文结合863-818-01-02课题“高频地波雷达海洋环境监测技术”，研究了由高频雷达海面回波提取风向信息和海面风场、浪场、流场信息的计算机表征方法及其数据传输反演和表征的若干问题。本论文介绍了现有的从高频雷达回波多普勒谱中提取风向的几种方法，分析了这几种方法的不足之处。对于风向的确定，针对单站雷达单波束提出了基于遗传算法由高频雷达回波多普勒谱反演海面风向的方法，与实测风向结果对比表明该方法是可行的，为海面风向的反演提出了一种新方法，也为遗传算法应用于海况参数的反演作出了有益的探索。根据现场监测的实际情况，提出了基于三层分布式结构传输由高频雷达多普勒回波谱反演所得海面风场、浪场、流场信息数据的方法。完成了一套便于海况数据即时传输、反演、存储并便于以后拓展的基于Exe的三层(多层)分布式海况参数表征系统的设计和开发，使得系统具有很好的可伸缩性、数据传输的快捷性和易维护性。较好地解决了海况参数的数据传输、反演和表征问题。利用该系统，采用舟山试验数据，进行了风场、浪场、流场信息反演和表征，验证了该系统的可靠性。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章序论  7-11
  1.1 高频地波雷达研究的目的和意义  7-8
  1.2 高频地波雷达探测海态的研究历史和现状  8-9
  1.3 论文内容  9-11
第二章由海面回波多普勒谱反演风向的方法  11-19
  2.1 一阶多普勒谱与风向的关系  11-13
  2.2 风向的求取方法  13-19
    2.2.1 Long-Trizna法  13-14
    2.2.2 SBM法  14-15
    2.2.3 Heron-Rose法  15-17
    2.2.4 线性关系式法  17
    2.2.5 多波束最小差值法  17-19
第三章基于遗传算法的海面风向提取  19-35
  3.1 遗传算法  20-24
    3.1.1 遗传算法的发展与现状  20
    3.1.2 遗传算法基本理论  20-23
    3.1.3 遗传算法的优越性  23-24
  3.2 基于遗传算法的风向反演  24-30
    3.2.1 问题描述  24-25
    3.2.2 风向反演的遗传算法构造  25-28
    3.2.3 风向反演的遗传算法具体实现  28-30
  3.3 实验结果  30-34
  3.4 有待改进和完善的地方  34
  3.5 小结  34-35
第四章基于Exe的三层分布式海况参数表征系统的设计和实现  35-61
  4.1 实验简介  35-36
  4.2 多层分布式体系结构  36-39
    4.2.1 表现层  37-39
    4.2.2 业务层  39
    4.2.3 数据层  39
  4.3 多层体系结构的优点  39-41
  4.4 分布式结构使用的技术  41
  4.5 基于Exe的三层式海况参数表征系统  41-51
    4.5.1 海况参数表征系统设计目标  41-42
    4.5.2 海况参数表征系统构架  42
    4.5.3 开发平台、工具  42-45
    4.5.4 海况参数表征系统设计  45-50
    4.5.5 系统功能特点  50-51
  4.6 实验结果  51-59
  4.7 有待改进和完善地地方  59-60
  4.8 小结  60-61
第五章总结  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65
攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的学术论文  65

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