[發明專利]一種通過階段擬合來預測內河任意點潮汐的方法

在審

• 申請號: 202010187806.1
• 申請日: 2020-03-17
• 公開（公告）號: CN111428921A
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 唐春華;肖英杰;吳善剛;汝志軒
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04
• 代理公司: 上海互順專利代理事務所(普通合伙) 31332
• 代理人: 成秋麗

本發明公開了一種通過階段擬合來預測內河任意點潮汐的方法，其具體步驟如下：(1)數據預處理，將原始潮汐數據處理后得到同階潮時和同階潮高；(2)計算任意點p在同階潮時中第m階段的時間；(3)計算任意點p在同階潮時中第m階段的潮高；(4)計算任意點在同階潮高中所對應的時間的潮高；(5)計算任意點在任意時刻的潮高。本發明為一般沒有潮汐信息的港口提供了精確預測港口潮汐的方法。

技術領域

本發明涉及潮汐預測，具體涉及到一種通過階段擬合來預測內河任意點潮汐的方法。

背景技術

隨著船舶的大型化，船舶的吃水越來越大，對于船舶的可航水深要求越來越高，許多內河的港口的碼頭水深已經不能滿足船舶的靠泊要求，需要借助一定的潮高才能滿足大型船舶的靠泊要求。對于大多數的港口都沒有潮汐信息，傳統的方法都是憑經驗推測港口的潮汐變化，只能預估到達高低潮的時間，卻不能準確預測具體的潮高變化。

發明內容

現在大多數的潮汐預測算法或者模型都是根據所在港口的歷史潮汐數據對該港口將來的潮汐進行預測，但缺少對一些沒有潮汐信息的港口進行潮汐預測的方法，為解決這個問題，本文提出了一種通過階段擬合來預測內河任意點潮汐的方法，對一般沒有潮汐信息的港口進行潮汐預測。

本發明采用的技術方案為：一種通過階段擬合來預測內河任意點潮汐的方法。本發明相關定義如下：

定義港口距離，以下游第一個港口O潮汐為距離參考點，橫坐標為距離，縱坐標為同階潮時建立直角坐標系，其他港口的距離為該港口到港口O的距離，得到港口距離的集合D＝{d₁,...,d_m,...,d_M}，M為預報站的個數；

定義四分之一周期疊加擬合，潮汐具有一定的周期性，大多數地方的實際潮汐都存在日潮汐不等現象，為了提高擬合精度和擬合結果的準確性，本方法采用四分之一周期疊加擬合，假設一個預報站潮汐的一個周期潮汐為Pe＝{P_HH,...,P_HL,...,P_LH,...,P_LL,...}，則第一個四分之一周期疊加擬合的點為{P_HH-1,P_HH,...,P_HL+1}，第二個四分之一周期疊加擬合的點為{P_HL-1,...,P_LH+1},以此類推，重疊部分取擬合結果的平均值；

定義同階潮時，同階潮時是將所有預報站中同一階段的高潮至低潮或同一階段的低潮至高潮的時間段分別做N等分后取所有預報站同一階段的同一等分潮時的集合，記為U；假設潮汐集T＝{T₁,T₂,...,T_m...,T_M}，T_m＝{S₁,...,S_j,...,S_J}，S_j為T_m預報站中第j個高潮至低潮或低潮至高潮的N等分后的潮時，J是T_m預報站中所有高低潮個數的總和減一，則

n＝N×J；

定義同階潮高，同階潮高是同階潮時U的時間所對應的潮高，記為H，則

定義階段擬合，階段擬合是將所有預報站中的同階潮時U進行擬合，通過距離-時間的擬合函數算出該航段內任意點p在第m時間段的時間t_p，同理，擬合同階潮高H，通過時間-潮高的擬合函數算出t_p時刻所對應的潮高h_p；

本發明通過階段擬合來預測內河任意點潮汐的方法包括以下步驟：

步驟一：數據預處理

將原始潮汐數據處理后得到同階潮時U和同階潮高H；