卫星测高在海洋学中的应用

讨论了卫星测高数据在确定大洋环流、大洋潮汐、海面风场和波浪中的应用。介绍了基本原理、研究人员普遍采用的方法和普遍为人们所接受的研究成果。     

卫星测高原理及其应用

主要介绍了卫星测高原理，测高卫星及应用的发展概况，以及卫星测高数据在大地测量学、海洋学和海洋测绘中的应用，旨在以简略的篇幅给读者勾勒出卫星测高的一个概貌。     

功率谱密度函数的构建及在重力场元计算中的应用

应用输入输出法逼近局部重力场的关键在于构建有效反映局部重力场特征的功率谱密度函数模型、利用"间接法",基于Moritz协方差模型、Tscherning/Rapp协方差模型和Moritz两分量模型分别构建对应的功率谱密度函数模型,并采用非线性最小二乘法在EGM2008模型的基础上拟合了模型系数。拟合结果表明:在2倍相关长度的相关距离内,Moritz两分量模型求得的理论协方差值与经验协方差值的符合度最好。设计了以EGM2008模型重力异常为基础数据,计算大地水准面高的仿真实验。结果表明:三种模型中,Moritz两分量模型的计算结果精度最高,同传统Stokes方法的计算结果精度相当,与拟合的理论协方差曲线图所反映的结果一致。     

利用经优化的边界条件开展黄海海州湾潮汐场模拟

受海底地形、开边界驱动水位及底摩擦系数等边界条件的共同影响,当前中国沿岸和近海潮汐场模拟的精度仍显不足。利用精度和分辨率较海图高一级别的水深数据、包含长周期天文气象分潮Sa的由12个主分潮组成的开边界驱动水位及顾及水深空间变化的底摩擦系数等经优化的边界条件,运行二维潮汐数值模式2D-MIKE21,开展黄海海州湾潮汐场模拟。结果表明,天文潮模拟值与海州湾周边6个验潮站1年潮汐表相比,12个主分潮综合预报误差为5.52 cm;与中国海域现有潮汐模型CST1中24个随机点位相比,12个主分潮综合预报误差为7.10 cm。天文潮模拟值和CST1预报值二者与海州湾周边2个验潮站近1个月实测值相比,前者中误差要小于后者。这为在沿岸及近海开展面向海洋测绘应用的潮汐场模拟提供了新思路,同时也表明通过数值模拟的方式构建天文气象分潮Sa是可行的。     

检测多波束测深异常数据的CUBE算法模型解析

全面深入地剖析了CUBE滤波算法的计算流程及数学模型,论述了CUBE滤波算法与传统加权网格化算法的内在联系和区别,对推动该算法在国内推广应用具有重要意义。     

总强度磁异常各阶垂向导数换算新方法

磁异常垂直导数换算在磁性目标解释推断过程中具有重要意义。分析了总强度磁异常各阶垂向导数频率转换因子的滤波特性,指出常规傅立叶变换法在求解总强度磁异常各阶垂向导数时,观测数据中高频噪声会显著放大,甚至会淹没掉真实信息。从理论上证明了总强度磁异常沿垂直方向的积分和各阶导数均为调和函数,在此基础上,提出联合采用空间域和频率域运算求解其沿垂直方向的各阶导数。该方法的基本思路是：利用频率域转换关系,计算平面上总强度磁异常沿垂直方向的积分值;选择三点二阶中心差分或双三次样条曲线函数法计算总强度磁异常垂向积分值沿水平方向的二阶导数;最后将二阶水平导数代入拉普拉斯方程求解出总强度磁异常的垂向一阶导数;以总强度磁异常及其垂向一阶导数沿水平方向的二阶导数为基础,结合拉普拉斯方程,可进一步求解出总强度磁异常任意阶垂向导数。同时,为了研究提出方法的有效性,采用球体磁场模型进行验证,并首次推导了地磁场方向和磁化强度方向不一致时,球体总强度磁异常沿垂直方向的一阶和二阶导数表达式。经研究表明：提出的方法换算得到的垂向导数结果精度明显优于常规傅立叶变换法换算结果,且具有较强的抗噪能力,尤其是在计算高阶导数时效果更加明显。     

用最小二乘两步迭代法求解磁性球体几何与磁性参数

通过对常规最小二乘法在求解磁性球体参数过程中产生发散解的原因分析表明:非线性方程组中待定参数过多,特别是角度参数,是影响最小二乘法收敛性的主要因素.为此,提出将磁异常三分量作为观测值,用矢量磁矩作为待定参数,以替代磁化强度磁倾角和磁偏角,从而消除了非线性观测方程中的角度参数影响.根据观测值与磁矩的线性关系以及磁性球体中...     

利用水深不确定度探测测深异常值的方法

利用最小二乘支持向量机(LS-SVM)合理地构造出海底趋势面关键在于训练样本的选取.在构造海底趋势面的过程中,提出并实现了一种基于不确定度优化训练样本的方法.为了检验该方法的有效性,选取实测的多波束测深数据进行验证,并与趋势面滤波法进行比较.结果表明,该方法能有效地抑制较大偏差训练样本的影响,构造的海底趋势面更为合理,...     

涨落潮历时时间不等显著海区的水位改正问题

在涨潮、落潮历时时间不等显著的特殊海区实施水深测量水位改正,不合理的计算潮时差将与实际产生明显差异。分析了涨落潮历时时间不等产生的原因,推导了涨落潮历时时间的近似计算公式,为保证水深测量成果质量,提出了在类似海区应逐日分别计算涨潮和落潮时段的潮时差以实施较合理水位改正。