图解法和矩值法所求平均粒径应用对比研究

为了更好的了解图解法和矩值法计算平均粒径的区别,增强历史资料利用率,通过分析两种方法计算原理上的差异,利用某海区沉积物样品粒度测试结果,对两种方法所得平均粒径进行对比,并利用底质参数法分析两种方法所得平均粒径对声波浅海传播影响效果。结果表明,矩值法与图解法所得平均粒径在分析声波浅海传播影响上可以相互替代。     

浅海沉积物分类方法研讨

浅海沉积物分类方法已比较成熟,国内外目前普遍采用的是谢帕德分类和福克分类两种方案.然而,通过对大量调查数据分析发现,国内浅海沉积物分类定名方法和方式并不完全一致.结合前人的研究,文章对两种分类方案进行了评述,深入探讨了目前沉积物定名不统一的原因主要是由于分类方案引用不完整,缺少对含砾沉积物的分类以及分类手段多样,缺乏规...     

基于单景高分辨率光学卫星遥感影像的浅海水下地形提取

本文基于海浪波折射现象和浅水波理论,提出了一种基于单景高分辨率光学遥感影像的浅海地形提取方法。首先,基于浅水波理论推导出适用于浅海区域的水深与海浪波长、频率的定量关系,针对近岸光学遥感图像复杂的海浪特征,讨论了两种海浪波长提取方法,即FFT方法和剖面线法。然后提出了基于长距离波长波动分析的海浪频率计算方法,解决了单景遥感影像的波浪频率计算难题。最后,利用单景QuickBird高分辨率光学遥感影像,以海南岛三亚湾为研究区域进行了应用实验,结果表明,对12m以浅的浅海区域,在不需要任何辅助参数的情况下,反演获得了浅海地形(DEM),经与1:25000比例尺海图的水深对比验证,地形趋势吻合良好,反演水深的均方根误差为1.07m,相对水深误差为16.2%,表明该方法适合于浅海水下地形的提取,且具有无需实测水深数据和环境参数的支持的优点。     

浅海运动过程的初步探讨

依湍粘性作用的强弱,将浅海运动划分为两种不同的运动,并用不同的模式对不同过程的运动进行研究。在粗浅地分析了两种运动的基本特征之后,给出了两种过程的运动之空间三维模式及其处理方法。     

基于二阶锥规划的空域维纳滤波

提出了基于二阶锥规划的空域维纳滤波。基于噪声与阵列流型不相关的特性,将阵列的方向向量作为期望通过二阶锥规划方法对阵列快拍进行维纳滤波。利用维纳滤波抑制噪声的能力,提高阵列的信号检测和方位估计性能。通过仿真研究,验证了单目标时,其低信噪比下的信号检测性能优于Bartlett波束形成,其方位估计的信噪比门限要低于Bartlett波束形成和MUSIC算法,因而是一种优良的波束形成器。该波束形成器用于多波束测深仪和侧扫声纳等海洋测绘设备的阵列,可以有效的提高设备的作用距离和测量精度。     

基于二阶锥规划的空域维纳滤波

提出了基于二阶锥规划的空域维纳滤波。基于噪声与阵列流型不相关的特性,将阵列的方向向量作为期望通过二阶锥规划方法对阵列快拍进行维纳滤波。利用维纳滤波抑制噪声的能力,提高阵列的信号检测和方位估计性能。通过仿真研究,验证了单目标时,其低信噪比下的信号检测性能优于Bartlett波束形成,其方位估计的信噪比门限要低于Bartlett波束形成和MUSIC算法,因而是一种优良的波束形成器。该波束形成器用于多波束测深仪和侧扫声纳等海洋测绘设备的阵列,可以有效的提高设备的作用距离和测量精度。     

浅海均匀层远程混响的垂直相干性

混响是主动声纳在浅海环境中的一种干扰,有关其空间相关特性,Urick和Lund发表了两篇实验性报告[7].本文根据浅海平均声场角度谱分析法[3],从理论上计算了浅海均匀层远程混响垂直相关特性与界面反射、散射等环境参数之间的关系,及其随距离、水听器间隔的变化,供声纳设计或在浅海环境中研究低频、小掠角的散射特性时参考.     

EnKF和SIR-PF在贝叶斯滤波框架下的比较和结合

贝叶斯估计理论为非线性、非高斯系统的数据同化提供了一个统一的框架。在本文中,我们利用著名的洛伦茨吸引子(Lorenz'63)模式对两种基于贝叶斯滤波理论的数据同化方法——集合卡尔曼滤波器(EnKF)和重取样粒子滤波器(SIR-PF)——进行了较为全面的比较。比较的结果揭示了两种方法的优缺点:即当集合成员数目较多时,SIR-PF的同化效果优于EnKF;反之,则EnKF的表现较好。进一步地,我们使用统计方法分析了两者表现的差异和原因。最近提出的一种集合卡尔曼粒子滤波器(EnKPF)通过使用一个可控的参数整合EnKF和SIR-PF的分析格式,可以结合两者的优点。本文在充分比较两种方法的前提下,重新阐释并改进了原有的EnKPF算法,使之适用于非线性的观测算子。通过使用相同的洛伦茨模式实验,我们揭示了EnKPF实质上提供了关于EnKF和SIR-PF的连续插值,使得后两者可以视为其特殊情况。并且,在集合成员数目有限的前提下,EnKPF可以在一定程度上避免滤波退化的发生,取得优于EnKF和SIR-PF的同化效果。     

浅海声信道中脉位信息检测的抗多途研究

简述了浅海声信道中多途干扰的主要特征及其对脉位信息检测的影响,探讨克服多途干扰的几种可能途径,并提出了一种有效的抗多途方法,以实现浅海声信道中脉位信息的可靠、精确检测。     

沿岸海洋环境的地位和作用

沿岸环境根据不同特征可以被划分成不同的带,例如浅海带、岩石海岸带、砂质海岸带、泥质海岸带、河口带、盐沼带、红树林带等等。 1 浅海带 浅海带包括位于大陆架以上(水深100～200米)的沿岸浅海水域,尽管浅海水域只占全世界海域的5％,但对于商业性的捕鱼业来说,这里的生产力却是相当高的,因而具有重要的经济价值。 在沿岸浅海水域,两种主要的水层生物类群是浮游生物和游泳生物。浮游生物的体型细     

水下模糊图象维纳滤波和卡尔曼滤波恢复算法研究

该文将海水中图象传输特性的研究与用此传输特性进行水下模糊图象恢复结合起来 ,得到一套测量水体传递函数及进行水下图象处理的方法。采用维纳 (Wiener)滤波和卡尔曼 (Kalman)滤波算法 ,对模糊图象进了恢复。结果表明 ,利用计算机采用一定的算法对散射性质已知的水体造成的图象模糊可以进行有效的复原 ,且良好效果。     

MASNUM-WAM海浪模式集合Kalman滤波同化研究——Ⅱ.集合样本对同化效果的影响

背景误差相关结构的确定是影响海浪同化效果的关键因素之一。集合Kalman滤波是一种较为成熟的同化方法,其可以对背景误差进行实时更新和动态估计,现已广泛应用于海洋和大气领域的研究。本文基于MASNUM-WAM海浪模式,分别采用静态样本集合Kalman滤波和EAKF方法,针对2014年全球海域开展海浪数据同化实验,同化资料为Jason-2卫星高度计数据,利用Saral卫星高度计资料对同化实验结果进行检验。结果表明,两组同化方案均有效提高了海浪模式的模拟水平,EAKF方案在风场变化较大的西风带区域表现显著优于静态样本集合Kalman滤波方案,但总体上两者相差不大。综合考虑计算成本和同化效果,静态样本集合Kalman滤波方案更适用于海浪业务化预报。     

Reduction of particulate matter and gaseous emission from marine diesel engines using a catalyzed particulate filter

Diesel engines are used widely as the power sources of coastal ships and international vessels primarily due to their high thermal efficiency, high fuel economy and durable performance. However, the gaseous and solid substances exhausted from diesel engines during the combustion process cause air pollution, in particular around harbor regions. In order to effectively reduce particulate matter and gaseous pollution emissions, a catalyzed particulate filter was equipped in the tail pipe of a marine diesel engine. The engine's performance and emission characteristics under various engine speeds and torques were measured using a computerized engine data control and acquisition system accompanied with an engine dynamometer. The effectiveness of installing a catalyzed particulate filter on the reduction of pollutant emissions was examined. The experimental results show that the exhaust gas temperature, carbon monoxide and smoke opacity were reduced significantly upon installation of the particulate filter. In particular, larger conversion of carbon monoxide to carbon dioxide — and thus larger CO₂ and lower CO emissions — were observed for the marine diesel engine equipped with a catalyzed particulate filter and operated at higher engine speeds. This is presumably due to enhancement of the catalytic oxidation reaction that results from an exhaust gas with stronger stirring motion passing through the filter. The absorption of partial heating energy from the exhaust gas by the physical structure of the particulate filter resulted in a reduction in the exhaust gas temperature. The particulate matter could be burnt to a greater extent due to the effect of the catalyst coated on the surface of the particulate filter. Moreover, the fuel consumption rate was increased slightly while the excess oxygen emission was somewhat decreased with the particulate filter.     

分时窗合成地震记录方法在南黄海的应用

南黄海以往一般采用单时窗合成地震记录,即对测井曲线求得反射系数与理论子波进行褶积,但由于地层浅部和深部的频率不同,导致合成地震记录和实际地震剖面吻合得不好.提出了对地震资料采用分时窗提取子波合成地震记录的方法,从井旁地震道提取地震子波进行频谱分析,地层浅部和深部地震子波的主频和波形不同,并考虑时延特性,采用分析结果的地...     

中浅地层剖面质量改进方法及应用

海洋工程勘察中,中浅地层剖面是一种应用广泛的调查设备,其具有便携性、高效率、高主频和高分辨率的特点。实际调查中,随机噪音、多次波等问题严重降低了地层剖面资料的信噪比和分辨率,同时,现场作业对海况的依赖性很强。文中从中浅地层剖面的野外采集设备和室内资料处理方面分析,提出立体震源、多道接收系统、带通滤波、预测反褶积和相关滤波等方法。立体震源拓宽了地层剖面资料的频带,获得了更深的剖面和更高的分辨率;多道接收系统使中浅地层剖面数据由单道变为多道,有利于室内资料处理;对于目前主流的单道中浅地层剖面数据,首先要识别噪音的来源和特征,再通过增益、带通滤波、涌浪校正,预测反褶积等方法来处理,最后获取的高质量地层剖面资料一定是各种方法的综合使用和多次试验的结果。     

中浅地层剖面质量改进方法及应用

海洋工程勘察中,中浅地层剖面是一种应用广泛的调查设备,其具有便携性、高效率、高主频和高分辨率的特点。实际调查中,随机噪音、多次波等问题严重降低了地层剖面资料的信噪比和分辨率,同时,现场作业对海况的依赖性很强。本文从中浅地层剖面的野外采集设备和室内资料处理方面分析,提出立体震源、多道接收系统、带通滤波、预测反褶积和相关滤波等方法。立体震源拓宽了地层剖面资料的频带,获得了更深的剖面和更高的分辨率;多道接收系统使中浅地层剖面数据由单道变为多道,有利于室内资料处理;对于目前主流的单道中浅地层剖面数据,首先要识别噪音的来源和特征,再通过增益、带通滤波、涌浪校正,预测反褶积等方法来处理,最后获取的高质量地层剖面资料一定是各种方法的综合使用和多次试验的结果。     

Detection of mines in acoustic images using higher order spectral features

A new pattern-recognition algorithm detects approximately 90% of the mines hidden in the Coastal Systems Station Sonar0, 1, and 3 databases of cluttered acoustic images, with about 10% false alarms. Similar to other approaches, the algorithm presented here includes processing the images with an adaptive Wiener filter (the degree of smoothing depends on the signal strength in a local neighborhood) to remove noise without destroying the structural information in the mine shapes, followed by a two-dimensional FIR filter designed to suppress noise and clutter, while enhancing the target signature. A double peak pattern is produced as the FIR filter passes over mine highlight and shadow regions. Although the location, size, and orientation of this pattern within a region of the image can vary, features derived from higher order spectra (HOS) are invariant to translation, rotation, and scaling, while capturing the spatial correlations of mine-like objects. Classification accuracy is improved by combining features based on geometrical properties of the filter output with features based on HOS. The highest accuracy is obtained by fusing classification based on bispectral features with classification based on trispectral features.     

基于CT非线性模型的水下目标跟踪算法比较

针对水下目标跟踪非线性跟踪精度问题,假设目标机动模型为恒转速运动模型,贝叶斯框架下,因扩展卡尔曼滤波跟踪方法进行模型在估计点的泰勒展开,忽略一阶以上高阶项,存在模型误差,比较了扩展卡尔曼滤波、无迹卡尔曼滤波、容积卡尔曼滤波在高斯噪声干扰下滤波误差均方根,以及3种方法运行时间。仿真证明,非线性系统下状态维度为5,容积卡尔曼滤波跟踪的精度高于无迹卡尔曼滤波,无迹卡尔曼滤波高于扩展卡尔曼滤波。该研究为海上目标非线性测量系统提供仿真实例,为进一步滤波算法改进提供基础。