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。     

中国沿海GPS站用于潮波系数提取分析

首先给出了基于GNSS-MR技术提取潮波系数的原理与方法,然后利用布设在浙江省石浦港验潮室屋顶的GPS站DSPU实测数据对潮波系数进行了提取,并与验潮站实测潮位调和分析结果进行了对比分析。实验结果表明GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位值吻合较好,相关系数优于0.97;GPS-MR反演潮位与验潮站实测潮位获取的潮波系数基本一致,除M2、S2外其它差异较小。两者获取的潮波系数差异主要因为DSPU测站观测环境极大地影响了GPS-MR提取潮位精度。沿海GNSS站用于潮位监测和潮波系数提取,将进一步拓展沿海GNSS监测站的应用领域,在一定程度上可弥补验潮站的不足。     

验潮井注入防冻油层对潮位观测影响分析

在全球气候变暖的影响下,中国沿海的海平面上升趋势还将进一步加剧带来海水倒灌、沿海地区水质恶化、生态环境和资源破坏、侵蚀海岸、海洋自然灾害发生的频率增高等一系列危害。为缓解这些危害,首先要掌握海平面的上升速率。潮位观测数据是对海平面进行科学研究的重要依据之一,潮位数据的及时性、准确性、完整性在海平面研究中起主导作用。近年来北方冬季海面结冰现象严重,如不采取相应措施会导致验潮井内结冰,潮位数据中断,从而无法计算平均海平面高度。为防止北方冬季验潮井内结冰,常向验潮井内注入防冻柴油,但注入柴油后,验潮井内液面与外海高度不同,造成潮位观测不准确。根据潮位观测理论和多年实践经验,计算出在不影响潮位读数的情况下,可注入防冻油层的最大高度,并对超过最大高度时潮位读数的修正数值进行了研究。     

验潮站的布设和潮位资料应用中若干问题的初步探讨

本文对我国目前验潮站的布设现状进行了评析，并对站址的选择及潮位资料的处理和应用进行了初步探讨。提出了验潮站设置的若干基本原则和潮位观测及资料应用的注意事项，从而对经济建设和科学研究具有一定的意义。     

基于姿态校正的RTK潮位在琼州海峡地形测量中的应用

潮位改正是多波束地形勘测中的重要环节。琼州海峡跨海工程中分别利用验潮潮位和RTK潮位进行潮位改正,对比结果发现初始RTK潮位改正后的数据存在较大偏差,最大可达1.5 m。通过对RTK测量潮位进行姿态校正后,其结果与验潮潮位的偏差减小,可以控制在0.3 m以内。5-6月的琼州海峡正是西南季风爆发时间,海峡海流的流向具有复杂性,涨落潮都伴随着较大的风浪,RTK潮位测量忽略风浪带来的影响是出现较大误差的重要原因。     

平均高潮位记录分析淤泥质海岸的相对海面变化--以江苏淤泥质海岸为例

在研究相对海面变化时,常常用实测潮位记录来分析相对海面的变化速率。淤泥质海岸的验潮站多设在入海河流的闸F。由于拦门沙发育等因素的影响,闸下测到的潮位不能准确反映低潮时的潮位变化,因此常常采用平均高潮位记录来分析相对海面的变化。本文通过对平均高潮位、平均潮位和平均海平面之间关系的统计分析,得出平均高潮位与平均潮位以及平均海平面变化速率之间的关系。并对江苏沿海6个验潮站33a的潮位记录进行分析,得出江苏沿海此期间的相对海面变化速率为0．29～1.00cm／a。     

近几十年来韩江三角洲水位变化趋势研究

利用韩江三角洲５个验潮站的潮位资料，应用高斯滤波器对月均验潮序列进行低通数字滤波，消除验潮序列中短周波动对确定海平面变化趋势的影响。由低通序列一元线性回归分析确定海平面变化趋势，由本征函数分解的特征模态计算韩江三角洲区域的水位变化趋势。     

近海区域多波束水深测量的水位改正方法

阐述了近海区域由监测验潮站实测潮位和天文预报潮位,以及模拟站的天文预报潮位获得模拟站接近实测的水位改正资料的理论和方法,在Caris Hips软件中得到成功应用,并在主检比对中获得满意的效果,资料满足《海道测量规范》要求。     

重力、温度和盐度对压力验潮精度的影响

压力验潮仪在将压力换算成潮位时,重力、温度和盐度的误差会引入到潮位数据中,根据中国沿岸重力、温度和盐度的分布情况,对这一误差进行分析探讨。     

缺测潮位补齐方法的比较分析

简要介绍了利用二次抛物线拟合法、自报值循环逼近法和参数法进行缺测潮位数据补齐的原理和适用范围,对实测潮位资料的不连续进行数据补齐。选取4个不同潮汐类型的验潮站(小麦岛、龙口、涠洲、海口),对缺测数据,采用二次抛物线拟合法和自报值循环逼近法进行补齐。选取文登、乳山口、千里岩3个验潮站,对缺测数据采用参数法进行补齐。结果表明,3种方法对于缺测潮位的补齐均具有可靠性和实用性。二次抛物线拟合法和参数法补齐精度较高,自报值循环逼近法和参数法可补齐较长时段的缺测潮位,二次抛物线拟合法和自报值循环逼近法无需临近验潮站同步实测数据。在工程应用中,需根据缺测时段及时长选择合适的方法。     

多系统GNSS浮标潮位提取精度研究

为实现多频多模GNSS浮标在远距离海洋潮汐测量中的应用,基于精密单点定位(precision pointing positioning,PPP)数据处理策略获取潮位信息,以压力验潮仪为参考,对GNSS浮标测量海面高进行经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD),滤去高频波浪和噪声,获取潮位进行精度分析。结果表明:多系统可以提高PPP解算潮位精度。GPS/GLONASS双系统和GPS/GLONASS/Bei Dou三系统PPP提取潮位与验潮仪潮位差值的最大误差均小于18cm,RMSE小于6. 5cm。因此,多系统PPP解算GNSS浮标海面高可以实现远离海岸的潮位获取与监测,能够提高海上潮位测量的效率。     

基于GPS PPK技术的远距离高精度验潮方法研究

为实现远岸潮汐精确监测,基于GPS PPK技术开展了远距离高精度GPS验潮方法研究。研究给出了GPS潮位测量方法,其次联合GPS定位信息和IMU姿态信息,通过坐标转换原理得到瞬时水面的精确高程。在此基础上,研究利用基于FFT的低通滤波技术提取潮位信息。最后在烟台港进行了实际工程试验。试验结果表明,当GPS PPK验潮距离达98km时,潮位误差可控在!15cm以内,验潮精度仍可优于10cm。     

基于余水位订正的海洋潮位推算关键技术研究

从分潮数目选择、调和常数稳定性优化两个关键环节入手,选择11个主要分潮用于潮位推算,并利用邻近长期站对中短期验潮站调和常数做差比订正,显著提高了中短期验潮站的潮位推算精度。     

风暴潮预报及预报技术讲座——第二讲 资料的获取

潮汐和气象等资料,是风暴潮预报及科研工作的必备资料。 一、潮汐资料 1.实测潮汐资料 潮汐和风暴潮的观测,通常是在沿岸、海湾以及感潮河川等地方的固定验潮仪上进行。我国多采用仿瓦尔代自记验潮仪验潮。 实时潮位报可分为三级:一级每6小时发一次报;二级每3小时发一次报;三级每个时发一次报。其报文内容包括:逐时潮位、风速、风向和气压、以及最高、最低潮位和潮时,但在某些潮位站尚未进行气象观测。     

基于历史数据的天津沿岸风暴潮特性分析

根据1950-2014年65a间的107次对天津滨海区域及附近有显著影响的风暴潮的观测数据,分析了天津沿岸风暴潮的特性,结果表明天津一年四季都有发生风暴潮灾的可能,并且8、10和11月是风暴潮灾发生的高峰期。分别利用1950-1979年年最高潮位和1980-2012年年最高潮位计算天津沿海风暴潮重现期潮位值,发现后者所计算的潮位值明显高于前者,不仅表明天津沿海风暴潮高潮位有升高的趋势,也说明了天津沿海潮情发生了变化;用1950-2012年塘沽验潮站年最高潮位,采用耿贝尔分布,考虑了特大值的影响,确定了考证重现期为400a,得到的重现期潮位值能够很好地拟合塘沽验潮站年最高潮位的经验累积频率点;对1950-2012年年极值潮位进行了沉降量校正,计算的重现期潮位值明显增大。     

Sa分潮与月平均海面

根据临时验潮站观测到的一个月潮位资料通常能够分析得到11个分潮的调和常数。如果用所分析得到的调和常数与邻近站的Sa和Ssa的调和常数以及年平均海面做出潮汐预报,则在这一个月当中的平均海面的日变化将会反映出来,因而,潮位预报精度应该比仅由11个分潮和月平均海面所预报的潮位要高。本文对上述的问题进行论述。     

GNSS PPP/INS紧组合模式下的远海无验潮水深测量

为实现高精度远海水深测量潮位改正,基于GNSS/INS组合系统开展了远海多波束无验潮水深测量方法研究,并给出了无验潮水深测量基本原理及实施技术流程。结合GNSS/INS组合形式及滤波原理,分别探讨了在GNSS有效和失效状态下PPP/INS松组合与紧组合的性能差异。以PPP/INS紧组合解算结果为基础进行无验潮水深测量改正,并与传统预报潮位改正方法进行了对比,经试验验证,基于PPP/INS紧组合模式下的远海无验潮水深测量准确度可达0.14 m,并有效消除了动态吃水影响,在典型水深断面处的水深测量准确度明显优于预报潮位改正模式。     

赤湾验潮站搬迁前后潮位变化特征及其订正

赤湾海洋站是国家海洋局在深圳西部海域唯一的潮汐观测站点,至今已观测30多年。由于地理位置特殊,2008年起该站被选为《中国海平面公报》反映珠江口海平面变化的代表站。2012年10月该站搬至新验潮站,受此影响,其潮位观测序列产生了差异性和不连续性。本文通过计算机编程实现了对海洋站水文气象数据的质量控制。同时,采用赤湾站与邻近验潮站进行对比的方法得出新旧站的潮位差值,初步探讨了搬站前后潮位观测结果的订正方案,并研究其建站以来的历史海平面变化特征。这对确保该站潮位资料的准确性及代表性具有重要意义,同时也为珠江口海域防灾减灾、涉海工程、风暴潮预报等提供了数据支撑。     

天津市沿海警戒潮位核定研究

以《警戒潮位核定规范》为依据,利用塘沽海洋环境监测站的长期验潮资料,以多年一遇的潮位值和防潮设施的防潮标准等为基础,结合核定区域的地理位置、保护目标的社会经济情况、历史风暴潮灾害情况等,对天津市沿海的警戒潮位值进行核定,最终得出天津市沿海的红、橙、黄、蓝四色警戒潮位值分别为283 cm、263 cm、238 cm和213 cm。天津沿海的警戒潮位核定实际工作表明,详实、准确、全面的资料搜集,是警戒潮位核定工作的基础和重点。     

新型远距离验潮系统集成设计与研制

我国的海洋活动逐步向远海开展,对海洋观测技术提出了新的要求。基于GNSS的动态后处理差分测量技术,提出了一种新型远距离验潮系统。建立了基于PC104总线的模块化潮汐测量系统硬件,基于LabVIEW语言开发了与验潮系统硬件相匹配的软件,实现了潮汐测量过程中数据采集、数据处理和设备监控等功能。将该系统安装于国内某大型海洋浮标,在离岸约200km的海域开展了潮汐测量实验,通过GNSS数据解算、高程修正、滤波和潮位提取等数据处理步骤得到潮位数据。将系统测量的潮位结果与经典潮汐模型的潮位模拟数据相比,发现二者具有良好的一致性,整体潮位测量精度为4.6cm。