[发明专利]一种基于纵横倾角测量野值修正的波浪浮标主波向计算方法

权利要求书

1.一种基于纵横倾角测量野值修正的波浪浮标主波向计算方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤1、野值修正：读取浮标测量记录的一组连续原始数据，包含瞬时波高、方位角、纵倾角、横倾角，利用筛选和替补方法对浮标测得的原始纵倾角和横倾角数据进行野值处理，提高数据的准确度；

步骤1.1、读取波浪浮标在海上进行海浪监测时测得的一组连续实验数据，包含瞬时波高、方位角、纵倾角、横倾角，然后先利用筛选方法选出波浪浮标测量纵倾角和横倾角产生的野值，筛选方法为：

遍历一组实验数据的所有纵倾角和横倾角数据值，找到超出-20°至20°范围的数据，确定这些数据为野值，需要进行替补；

步骤1.2、经过步骤1.1筛选得到野值对野值进行替补，替补方法为：

针对一组数据，数据序列为X₁,...,X₂₀₄₈，从第一个野值开始，针对任一野值X_oi，i＝1,...,N_o，N_o为纵倾角的野值数量，选择此野值前M个数据值X_oi-M,...,X_oi-1，其权重为再选择此野值后M个数据值X_oi+1,...,X_oi+M，其权重为若选择的X_oi+1,...,X_oi+M中有超出-20°至20°范围的数据值，则选择超出范围数据值后一个数据值，保证选取的数据值不超出-20°至20°的范围；

则该野值的替补值的计算公式为：

M＝2，则该野值的替补值的计算公式为：

利用上述替补方法处理完纵倾角和横倾角数据中所有的野值，得到处理后的纵倾角和横倾角信息；

步骤2、数据处理：根据浮标测得的波高信息，利用上跨零点将野值修正后的数据切分成若干个单个波浪周期，并确定单个波浪周期的总个数；

步骤3、计算单个波浪波向：对每一个切分好的单个波浪周期，首先选取参与计算单个波浪波向的采样点区间，然后利用瞬时方位角以及筛选和替补方法处理后的纵倾角、横倾角信息，计算出该区间内每个采样点的瞬时波向，再通过分类和矢量平均方法对这些采样点的瞬时波向数据进行处理，从而计算得到单个波浪波向，重复该步骤，直到得到该组数据中所有的单个波浪波向；

步骤4、统计上述单个波浪波向测量结果在16个角度区间的计数比例：先将360°划分成16个角度区间，统计16个角度区间中每个区间内单个波浪波向出现的个数，进而得到计数比例；

步骤5、计算主波向：选择计数比例值最大的角度区间的中值作为主波向。

2.根据权利要求1所述一种基于纵横倾角测量野值修正的波浪浮标主波向计算方法，其特征在于，步骤2包括以下步骤：

步骤2.1、根据浮标测得的波高信息，采用上跨零点法，把波面上升与零点的交点，即瞬时波高数据由小于0变至大于0的点作为起点，当波浪运行到零点以下，即瞬时波高出现了小于0的情况后，将其后再次波浪上升与零点的相交点作为终点，则起点与终点之间为一个单个波浪周期；

步骤2.2、重复步骤2.1的方法，从第一个上跨零点开始，将实验数据切分成若干个单个波浪周期，并统计出该组数据中单个波浪周期的总个数为N。