高低潮位扩展至逐时潮位的插值方法比较

对我国近岸不同潮汐类型的高、低潮潮位数据,采用线性插值、Hermit插值、三次样条插值和三角函数插值等4种插值方法扩展到逐时数据,以潮汐表逐时数据做验证。从逐时数据误差分析、调和参数分析和工程水位(包括设计水位和乘潮水位)等角度对比各种插值方法的误差。结果表明,对于逐时数据误差,在北部湾的全日潮海区,各方法的误差均较大,而在其他海域Hermit插值方法最优,三角函数插值方法略差;对于调和参数和工程水位,Hermit插值和三角函数插值优于其他方法。

新三江闸天文潮预报及修正方法研究

影响海洋潮汐的因素很多、很复杂。从最简单仅考虑天文潮的影响的情况出发,用调和分析法求得调和常数建立潮位预报模型,针对新三江闸站预报潮位出现系统偏差的情况,提出一套潮位修正方法,并将其应用于曹娥江流域的新三江闸站,效果较好。

高平潮水位传递在远岸水深测量中的探讨及精度分析

阐述了在远岸水深测量中采用高平潮法传递水位的原理、提出了该法应用的假设前提、分析了误差源,通过工程实例验证其可靠性,并分析了图载水深的主要误差源,给出了精度估算。工程实践证实,该方法合理解决了在大面积(100km2以上)远岸港口工程水深测量中水位控制的难题。

利用高低潮推算乘潮水位的方法

提出一种仅利用高低潮数据计算乘潮水位的新方法。以潮汐表中我国不同潮汐类型站点的高、低潮数据和逐时潮位数据为基础,采用按规范方法计算的结果对新方法的结果进行验证,从多角度分析计算误差。结果表明,新方法的计算结果误差多在10 cm以内,径流和浅水分潮影响明显区域的最大误差在20 cm左右,结果精度能够满足工程需求。此方法含义明确、公式简单、计算方便,可通过计算器或Excel软件简单求解,在缺乏逐时潮位数据的海区,可近似计算乘潮水位。

基于压力式验潮仪的潮汐应急观测可行性研究

针对沿岸验潮站点布局密度不够的问题,使用压力式验潮仪对遮浪站附近海域进行潮汐应急观测,对实验数据进行了回归分析处理,并计算了实验数据的误差和相关系数。结果表明,台风灾害过程中,压力式验潮仪具有良好的稳定性,压力式验潮仪潮位与实际潮位的数据曲线基本吻合,两者的相关系数均在0.99以上;此外,压力式验潮仪潮位误差绝对值均小于5 cm,反应了压力式验潮仪潮位数据能较好地反应台风灾害过程中实际潮位的变化,表明使用压力式验潮仪开展潮汐观测工作具备良好的可行性。

济南地区地下水位观测井固体潮对比研究

收集了济南地区3口地下水位观测井的水位观测数据,分析了水位资料的变化规律与差异,重点针对观测井的固体潮效应,采用维尼迪科夫调和分析法求解出各井孔固体潮效应参数值。对比分析了M2波月序列潮汐因子、相对误差的大小,对井孔的内在质量进行了对比分析及客观评价。

模糊C均值聚类对潮位粗差值的智能检测

潮位数据对于海洋研究具有重要意义,针对逐渐庞大的潮位数据量,智能化潮位处理是当前研究的关键。因特殊情况产生的潮位误差需要人工逐个处理,为提高处理潮位数据的高效性和自动化,首先获取含有粗差的潮位数据集合,利用随时间变换的潮位数据,提取相邻潮差、角度、曲率等特征向量,构建特征数据集。采用模糊C均值聚类(Fuzzy C-means Algorithm,FCM)的方式,对数据进行聚类处理,设置聚类数目,完成对于正常潮位和误差潮位的分类,从而剔除潮位数据中的粗差值。为了检验FCM算法的有效性,采用k-means聚类粗差剔除算法,以及人工处理方法进行相关试验对比,验证FCM算法的分类效果和适用性。对于剔除粗差的潮位数据,采用三次样条插值方式,结合缺失潮位所在时间邻域内的潮位数据,构建样条函数完成插值处理,以达到潮位处理的智能化。

基于神经网络LSTM模型的潮位预测研究

潮位预测工作对扫雷布雷、港口及航道管理、水运资源开发、救生打捞等方面具有重要的意义。潮汐调和分析是目前使用最广泛的潮汐数据分析方法,但是依赖于大量的数据,存在短期潮位预测精度不高的问题,针对这个问题本文提出一种深层神经网络LSTM预测模型,可以通过保持神经元的上下文记忆的方式,提高预测精度。经过实验验证,该模型长期预测均方根误差(RMSE)在0.06左右,短期预测均方根误差(RMSE)在0.12上下,预测的结果较为精准。

GPS L2P(Y)信号在GNSS-IR技术中的特殊误差源及改正方法

全球导航卫星系统干涉反射测量(global navigation satellite system interferometric reflectometry,GNSS-IR)技术只基于传统测量型接收机便可完成对站点周围环境的遥感,具有成本低、自动化程度高、全天候、连续监测、框架固定等优势。然而,其中的全球定位系统(global positioning system,GPS)L2P信号表现出一类特殊的GNSS-IR误差,在对信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)的频谱分析中存在“双峰”现象,从而导致GNSS-IR反演误差。目前,对于该误差源的成因认识不清晰,也没有相应的改正策略,使得GPS L2P信号应用受限。因此,对GPS L2P信号“双峰”误差的成因进行分析,并提出了对应的改正策略。首先,选择位于海洋或水库边的4个站点,利用不同的跟踪方式捕获了站点的L2P信号;然后,根据不同L2P跟踪方式的SNR数据的频谱表现,分析了不同跟踪方式下的“双峰”误差对水位/潮位反演结果的影响;最后,提出了一种“双峰”误差改正策略并进行了相应的误差改正实验。结果表明,所提误差改正策略可以较好地改正L2P“双峰”误差,增加GPS L2P信号的GNSS-IR水位/潮位反演可用性。