星地无线电双向法时间比对中Sagnac效应的计算

根据星地无线电双向法进行时间比对的基本原理，详细介绍了Sagnac效应产生的原因。并以同步轨道卫星为例，推导了星地无线电双向法时问比对中Sagnac效应的基本计算模型，给出了当地面站在赤道上和不在赤道上这两种情况下Sagnac效应的详细计算过程。     

空间目标轨道预报及望远镜观测实现

分析了空间目标两行轨道根数（TLE）的格式及构成；阐述了相应的SGP4／SDP4轨道近似解析模型算法；提供了轨道坐标系与J2000．0坐标系及观测地平坐标系之间的转换关系。研究了ASCOM控件的用法，并结合TLE数据计算结果编程实现了用Meade望远镜对空间目标的自动搜索与跟踪观测。     

长期GPS精密星历分析与轨道参数的函数逼近

以力学模型为基础,只能分析GPS卫星在短时间内的变化规律,而利用IGS提供的精密星历可以分析卫星在长时间段内的变化规律。基于精密星历研究了计算GPS卫星轨道参数的方法,然后对轨道参数在长时间段内的变化情况进行了分析,给出了分析的主要结果,并提出用正弦函数对轨道参数进行逼近,以得到GPS轨道的解析模型。     

长期GPS精密星历分析与轨道参数的函数逼近

以力学模型为基础,只能分析GPS卫星在短时间内的变化规律,而利用IGS提供的精密星历可以分析卫星在长时间段内的变化规律。基于精密星历研究了计算GPS卫星轨道参数的方法,然后对轨道参数在长时间段内的变化情况进行了分析,给出了分析的主要结果,并提出用正弦函数对轨道参数进行逼近,以得到GPS轨道的解析模型。     

高度卫星定轨精度对其测高精度数据在海洋应用中的影响

卫星测高术是７０年代发展起来的一项新技术，到目前为止国外已陆续发射了七颗载有高度计的卫星，高度计卫星定轨的精度对测高数据的应用有很大影响，本文概述了卫星高度计测高数据在海洋应用上的一些结果、影响轨道的因素、测轨方法和轨道精校正方法，最后根据现有卫星轨道校正数据得到卫星轨道误差与校正精度的关系式，据此分析了轨道计算误差地卫星高度计测高数据在海洋应用中的影响。     

高度计卫星定轨精度对其测高数据在海洋应用中的影响

卫星测高术是７０年代发展起来的一项新技术，到目前为止国外已陆续发射了七颗载有高度计的卫星。高度计卫星定轨的精度对测高数据的应用有很大影响．本文概述了卫星高度计测高数据在海洋应用上的一些结果、影响轨道的因素、测轨方法和轨道精校正方法。最后根据现有卫星轨道校正数据得到卫星轨道误差与校正精度的关系式，据此分析了轨道计算误差对卫星高度计测高数据在海洋应用中的影响     

基于ABAQUS的轨道振动特性有限元仿真分析

以某水池轨道系统为研究对象,考虑支座对轨道固有频率的影响,采用三维变形体单元、三维变形壳单元、三维变形梁单元分别建立轨道有限元模型。基于特征值法,计算轨道系统一阶固有频率,对比评估轨道的振动特性,找出规律,指出不同方法的特点及工程中针对不同方法的取舍,总结可指导设计性的结论。旨在为以后设计中有关轨道振动特性计算及相似平台设计提供参考指导。     

投影寻踪门限自回归模型在海洋冰情预测中的应用

为预测海洋冰情时序这类非线性动力系统，提出了投影寻踪门限自回归（PPTAR）模型。用自相关分析技术确定预测因子，构造了新的投影指标函数，用门限回归（TR）模型描述投影值与预测对象间的非线性关系，并用实码加速遣传算法优化投影指标函数和TR模型参数。实例的计算结果表明，用PPTAR模型预测海洋冰情时序是可行和有效的，PPTAR模型简便，适用性强，克服了目前投影寻踪方法计算量大，编程实现困难的缺点，有助于投影寻踪方法的推广应用。为解决非线性时序复杂预测问题提供了新的途径。     

海岸线变化速率计算方法及影响要素分析

计算历史时期海岸线变化率常用的数学方法有端点法、平均速率法、线性回归法和折剪法。对于线性均变海岸，这几种方法的计算结果之间差异很小，反映的岸线变化趋势比较一致，但对于振荡性或过渡性海岸，计算结果之间有较大的差异。端点法和平均速率法能较好地反映长期岸线变化的总趋势；线性回归法有助于反映海岸变化的过程和规律性；折剪法则可以发现并删除数据序列中的不稳定因素，减小这些异常值的影响。平均速率法在引入最小临界时间概念后，可以平滑突发事件对总计算结果的影响。若引入最小临界时间前后的计算结果有较大变化，则应引起对海岸变化过程中的短期事件的关注。对线性均变海岸，在实际工作中可以根据从简有效的原则选择计算方法，而振荡性和过渡性海岸则应综合使用各种计算方法，尽量以多元回归法取代线性回归法来反映岸线变化规律。计算中使用的数据总量和取样频度、总采样时间长度及数据的精度均会影响到计算结果的精度。以山东日照的2个岸段为例，分析了过去20a间岸线的长期观测资料。结果表明，影响2个岸段演化的因素和2个海滩的发育过程明显不同。第一岸段为典型的线性均变海岸，各数学方法计算结果基本一致，根据过去20a的资料计算得到的岸线变化率，可以作为未来岸线变化预测的依据。而第二岸段则明显受到人为海岸活动的控制，不同方法计算的岸线变化率明显不同，岸线发展过程中的短期振荡性显著，根据历史观测资料计算的海岸线变化速率，仅可作为未来岸线变化趋势预测的背景资料，进一步的监测是科学预测未来岸线变化的基础。     

GPS广播星历的时间序列分析

选取6颗GPS卫星近15年的广播星历进行研究,分析每颗卫星的轨道长半轴、扁率、参考时刻的轨道倾角、升交点赤经、近地点角距和真近点角距等开普勒六参数的时间序列,统计其最值及趋势项,通过功率谱分析,计算每个序列的主要周期项。结果表明:卫星轨道长半轴、扁率、轨道倾角、近地点角距有明显的趋势项,升交点赤经每周会产生一次7°左右的跳变,真近点角没有明显的趋势项。功率谱分析表明开普勒六参数均具有明显的周期项。     

High parallelization efficiency in barotropic-mode computation of ocean models based on multi-grid boundary ghost area

In general, barotropic-mode computation requires the largest communication time in ocean models because of its iterative nature, when parallel computation is performed based on regional partitioning. In this study, reduction in the overhead time included in the communication in the parallel computation of the barotropic mode is considered to achieve a high parallelization efficiency of ocean models. We verify that the reduction in the communication frequency based on the multi-grid boundary ghost area reduces the total communication time. We find that this is because the sum of several kinds of overhead time for communication occupies a fairly large part of the total communication time. We discuss the trade-off between the decrease in communication time and the increase in computation time due to increased boundary area in such cases, leading to a determination of a suitable width of the multi-grid boundary that minimizes the total required time. We also discuss the efficiencies of the one- and two-dimensional partitioning of the model domain, when a multi-grid boundary is used. In general, two-dimensional partitioning is more efficient than one-dimensional for large partitioning numbers.     

1994年发生在台湾海峡的一次地震海啸的数值模拟

建立了一个地震海啸数值模式,模式包含越洋海啸传播部分和近岸海啸变形部分,在越洋海啸传播部分中采用线性浅水方程,使用蛙跃格式求解,并且选择合适的空间步长与时间步长,使差分格式中产生的数值频散与包辛尼斯克方程中的物理频散一致,这样在不影响海啸数值计算精度的前提下,节省了计算机的机时与内存.在近岸海啸变形部分的计算中,考虑了非线性对流项与海底摩擦项.同时该模式采用了多重网格嵌套技术,提高了所关心地区的计算精度.利用这个地震海啸模式模拟了1994年发生在台湾海峡的一次地震海啸,结果与观测记录较吻合.这个模型已用于我国沿海核电站可能最大地震海啸的数值计算.     

Determination of the Shortest Time Route Based on the Composite Influence of Multidynamic Elements

An optimally planned route is the foundation of a safe and economical navigation. This article proposes a method for the shortest time routing based on the composite influence of multidynamic elements. First, an instantaneous model is constructed based on static depths from a chart and a grid tidal model in a sea area, then a collection of obstacle areas are acquired and the navigability of a route is analyzed. Second, a search is made for the shortest time path using a dynamic programming method. Finally, the path is further optimized by strategies that involve excluding obstacle areas outside the rectangular box of all computation nodes, searching close nodes in the next stage and deleting redundant nodes for a more direct navigable route. Experimental results demonstrate that: (1) the proposed method can analyze the navigability of the route dynamically and acquire the shortest time route; (2) the route acquired by the proposed method has a shorter time than those of traditional method based on static depths; and (3) the shortest route depends on the departure time and the ship's speed.     

世界时区图动态模拟与显示技术

以世界时区的概念为基础,阐述了世界时区图显示与模拟的总体构想、应具备的基本功能以及具有动态变化的特点,同时,着重提出了动态模拟时区渐变的RGB数学模型,并实现了世界时区动态模拟与显示.     

A comparative linear and nonlinear ship motion study using 3-D time domain methods

This paper reports on 3D time domain seakeeping computations at different level of modeling of nonlinear effects. Four successively improved levels of computations are considered: (i) a linear computation, (ii) Froude-Krylov nonlinear computation, (iii) body nonlinear computation where the perturbation potential is computed based on the instantaneous hull under the mean free-surface, and finally (iv) the body-exact nonlinear computation, where the perturbation potential is determined based on the wetted hull under the incident wave profile after suitable mapping of the hull into a computational domain. Computations are carried out for a Wigley hull (having less ‘geometric’ nonlinearity due to vertical sides), and a S175 hull at different forward speeds. The results are obtained for both regular and irregular waves.     

象山港水交换特性研究

在验证良好的三维斜压潮流数学模型的基础上,以溶 解态的保守性物质为示踪剂,建立对流-扩散型的海湾水交换数值模型,计算了象山港水体半交换时间和平均滞留时间,并研究了斜压动力对湾内外水交换的贡献。研究结果表明,象山港水交换速度的区域性变化较大,水体半交换时间和平均滞留时间由象山港口门向湾顶逐渐增加,口门附近半交换时间在5d以内,平均滞留时间为5~10 d;湾顶水交换速度缓慢,水体半交换时间为30~35 d,平均滞留时间为35~40d。斜压动力对狭湾外段水交换影响较弱,对狭湾内段有较大的影响。     

Hydrodynamic modeling of flushing time in a small estuary of North Bay, Florida, USA

Freshwater fraction method is popular for cost-effective estimations of estuarine flushing time in response to freshwater inputs. However, due to the spatial variations of salinity, it is usually expensive to directly estimate the long-term freshwater fraction in the estuary from field observations. This paper presents the application of the 3D hydrodynamic model to estimate the distributions of salinity and thus the freshwater fractions for flushing time estimation. For a case study in a small estuary of the North Bay in Florida, USA, the hydrodynamic model was calibrated and verified using available field observations. Freshwater fractions in the estuary were determined by integrating freshwater fractions in model grids for the calculation of flushing time. The flushing time in the North Bay is calculated by the volume of freshwater fraction divided by the freshwater inflow, which is about 2.2 days under averaged flow conditions. Based on model simulations for a time series of freshwater inputs over a 2-year period, a power regression equation has been derived from model simulations to correlate estuarine flushing time to freshwater inputs. For freshwater input varying from 12 m³/s to 50 m³/s, flushing time in this small estuary of North Bay changes from 3.7 days to 1.8 days. In supporting estuarine management, the model can be used to examine the effects of upstream freshwater withdraw on estuarine salinity and flushing time.     

海上桶形基础平台负压沉贯渗流场有限元分析

讨论了浅海桶形基础平台负压沉贯渗流场有限元分析方法.通过模型实验结果与有限元分析结果的对比,验证有限元法的可靠性.将有限元法用于桶形基础平台负压沉贯渗流场的计算,得到沉贯过程中许用负压随插深的变化,用于指导平台就位施工时的负压控制.不同插深时,相应许用负压下的桶内、外壁渗流水头和水头梯度分布的计算结果,用于沉贯阻力的计算.