[发明专利]海浪波高计算方法和装置、存储介质及处理器

说明书

本发明公开了一种海浪波高计算方法和装置、存储介质及处理器。该方法包括：以雷达位置为中心在待测海域中确定多个预定大小的扇区和扫描线；采集扫描线上符合预设条件的位置的瞬时峰值频谱随时间的变化序列；将瞬时峰值频谱的最大值作为主频率；根据主频率计算对应的波长；通过预设的校正系数计算对应的波长的波高。通过本发明，达到了提高海浪波高计算结果准确性的效果。

技术领域

本发明涉及数据计算领域，具体而言，涉及一种海浪波高计算方法和装置、存储介质及处理器。

背景技术

目前国际上使用最广的船载海浪雷达主要有OCEANWAVES公司的WAMOS II 海浪雷达和Miros公司的wavex雷达和SM-050雷达，前两种为X波段雷达，后一种 为C波段雷达，就观测准确度及技术参数而言，x波段雷达性能更高，观测范围更大， 代表性更强。X波段雷达硬件常用的是6/8英寸的导航雷达天线，区别在于每种雷达 的硬件设备及算法各有差异。

X波段雷达向海面发射的电磁波，与海面上波长与之相当的短波(毛细波)发生Bragg共振散射,当雷达天线收到该回波信号，形成雷达“海杂波”图像,然后利用反演 算法对X波段雷达图像进行分析，进而提取海浪参数信息。该专利所涉及的算法—— 基于雷达扫描线的SWEEP一维反演算法即在此基础上的阴影图像处理算法。

现有X波段测波雷达使用的算法均为谱分析反演算法，该算法是Young等人在1985年提出的利用傅里叶变换进行波、流参数估算的方法。在这个方法中，需要假定 选择分析的波场具有平稳性的和各项同性，即观测海区波浪的空间分布是均匀的、时 间变化稳定。算法的详细步骤如图1所示。

但是现有技术的这些算法具有以下缺点：

基于三维傅里叶变换的谱分析反演算法是基于波浪场的空间均匀性和时间稳定性 假设，而这一假设在真实的海区中很少成立；

谱分析反演算法中需要用到流体力学中的线性频散关系，而海浪在近岸传波时受到水深变浅和岸的折射的影响，线性频散关系可能不适用，并且频散关系方程中需要 水深作为已知条件，这在地形复杂的海区不容易获得；

谱分析反演算法中需要用调制传递函数来描述导航X波段雷达复杂的成像机制，受到雷达极化方式、入射角、风速、风向、气温、海表层水温、海面白帽等因素的影 响，这一函数很难准确确定。

针对相关技术中利用谱分析反演算法计算海浪波高结果不准确的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种海浪波高计算方法和装置、存储介质及处理器，以解决利用谱分析反演算法计算海浪波高结果不准确的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种海浪波高计算方法，该方法包括：以雷达位置为中心在待测海域中确定多个预定大小的扇区和扫描线；采集 所述扫描线上符合预设条件的位置的瞬时峰值频谱随时间的变化序列；将所述瞬时峰 值频谱的最大值作为主频率；根据所述主频率计算对应的波长；通过预设的校正系数 计算所述对应的波长的波高。

进一步地，在采集所述扫描线上符合预设条件的位置的瞬时峰值频谱随时间的变化序列之后，所述方法还包括：通过sweep算法处理所述瞬时峰值频谱随时间的变化 序列，得到处理序列；对所述处理序列进行一维傅里叶变换，得到海浪能量在对应的 扫描线方向上的分布；根据所述海浪能量在所有所述扫描线上的分布确定所述海浪能 量的二维分布；根据所述海浪能量的二维分布确定海浪最大能量所在的方向。

进一步地，以雷达位置为中心在待测海域中确定多个预定大小的扇区和扫描线包括：根据所述雷达位置为圆心确定圆形区域；根据预设的圆弧长度将所述圆形区域分 成多个所述扇区；将相邻的所述扇区的交界处作为所述扫描线的方向。