[發明專利]一種海洋環境參數的測量方法及系統

有效

• 申請號: 201710521838.9
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107193013B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 梁琨;周波
• 申請（專利權）人: 華中科技大學鄂州工業技術研究院;華中科技大學
• 主分類號: G01S17/88
• 分類號: G01S17/88;G01S7/48
• 代理公司: 42225 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 張凱

1.一種海洋環境參數的測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：激光發射裝置在已知海洋環境中發射激光，并采集所述激光的散射回波信號，得到已知海洋環境中散射回波信號的布里淵散射譜線，并測量當前對應的海洋環境參數值；

S2：構建布里淵散射譜的數學模型，所述數學模型參數包括：海洋環境參數、G因子參數、布里淵散射譜線的頻率；所述數學模型的表達式為：

式中，表示反斯托克斯峰譜線，為反斯托克斯峰的中心頻率，為正斯托克斯峰譜線，為正斯托克斯峰的中心頻率，S(ω₀)為布里淵散射譜線，ω₀為布里淵散射譜線的中心頻率；

所述反斯托克斯峰譜線、正斯托克斯峰譜線和布里淵散射譜線的表達式相同，對應的中心頻率不同；

S3：根據已測量的海洋環境參數值，將所述布里淵散射譜線和數學模型進行擬合，得到G因子參數和布里淵散射譜線的頻率，將得到的G因子參數和布里淵散射譜線的頻率代入所述數學模型，得到布里淵散射譜線的表達式；

S4：激光發射裝置在待測海洋環境中發射激光，并采集所述激光的散射回波信號，得到待測海洋環境中所述散射回波信號的布里淵散射譜線，根據所述布里淵散射譜線的表達式，計算得到待測海洋環境參數。

2.如權利要求1所述的海洋環境參數的測量方法，其特征在于：當所述海洋環境參數為海洋溫度時，所述布里淵散射譜線的表達式具體為：

式中，為普朗克常數，ω為中心頻率，為聲子的平均數量，k為波矢，T為溫度，n為聲子數量，c為光速，A為菲涅爾常數，Γ為聲子強度衰變率，G(Γ/2)為G因子參數。

3.如權利要求1所述的海洋環境參數的測量方法，其特征在于：在步驟S1得到所述散射回波信號的布里淵散射譜線后，對所述布里淵散射譜線進行濾波處理，步驟S3中將濾波后的布里淵散射譜線和數學模型進行擬合。

4.如權利要求1所述的海洋環境參數的測量方法，其特征在于：所述激光發射裝置為激光雷達系統。

5.一種海洋環境參數的測量系統，其特征在于，包括：

激光發射裝置，其用于在海洋環境中發射激光，并采集所述激光的散射回波信號，得到所述散射回波信號的布里淵散射譜線；

檢測裝置，其用于測量海洋環境參數值；

模型構建模塊，其用于構建布里淵散射譜的數學模型，所述數學模型參數包括：海洋環境參數、G因子參數、布里淵散射譜線的頻率；所述數學模型的表達式為：

式中，表示反斯托克斯峰譜線，為反斯托克斯峰的中心頻率，為正斯托克斯峰譜線，為正斯托克斯峰的中心頻率，S(ω₀)為布里淵散射譜線，ω₀為布里淵散射譜線的中心頻率；

所述反斯托克斯峰譜線、正斯托克斯峰譜線和布里淵散射譜線的表達式相同，對應的中心頻率不同；

解析模塊，其用于根據已測量的海洋環境參數值，將所述布里淵散射譜線和數學模型進行擬合，得到G因子參數和布里淵散射譜線的頻率，將得到的G因子參數和布里淵散射譜線的頻率代入所述數學模型，得到布里淵散射譜線的表達式；

運算模塊，其用于根據所述布里淵散射譜線的表達式，計算得到待測海洋環境參數。

6.如權利要求5所述的海洋環境參數的測量系統，其特征在于：當所述海洋環境參數為海洋溫度時，所述反斯托克斯峰譜線、正斯托克斯峰譜線和布里淵散射譜線的表達式相同，對應的中心頻率不同，所述布里淵散射譜線的表達式具體為：

式中，為普朗克常數，ω為頻率，為聲子的平均數量，k為波矢，T為溫度，n為聲子數量，c為光速，A為菲涅爾常數，Γ為聲子強度衰變率，G(Γ/2)為G因子參數。

7.如權利要求5所述的海洋環境參數的測量系統，其特征在于：還包括濾波處理模塊，其用于對所述布里淵散射譜線進行濾波處理。

8.如權利要求5所述的海洋環境參數的測量系統，其特征在于：所述激光發射裝置為激光雷達系統。