[發明專利]一種陣列式聲學波浪測量方法、系統、存儲介質

在審

• 申請號: 202111435686.3
• 申請日: 2021-11-29
• 公開（公告）號: CN114111732A
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 孫強;聊洪榮;陳道源;孫瀛;余明海
• 申請（專利權）人: 廈門瀛寰電子科技有限公司
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G01N29/024
• 代理公司: 廈門原創專利事務所(普通合伙) 35101
• 代理人: 吳金森

本發明涉及一種陣列式聲學波浪測量方法、系統、存儲介質，方法基于三個固定設置的聲學波浪傳感器，三個固定設置的聲學波浪傳感器組成三角形；所述方法包含以下步驟：獲取三個所述聲學波浪傳感器的坐標；獲取海浪波通過各個所述聲學波浪傳感器的時刻，并計算海浪波從最先到達的聲學波浪傳感器到次到達聲學波浪傳感器之間的第一時間差、海浪波從最先到達的聲學波浪傳感器到最后到達的聲學波浪傳感器之間的第二時間差；根據所述三個固定設置的聲學波浪傳感器所組成的三角形的幾何關系計算海浪的傳播方向。

技術領域

本發明涉及波浪測量領域，具體指有一種陣列式聲學波浪測量方法、系統、存儲介質。

背景技術

海浪是發生在海洋表面上的表面波，即沿著水與空氣界面間傳行的一種波動，屬于重力波的一種類型。海浪的波動有隨機性，因為海面的風速、風向隨時隨地變化，所以海浪通常是雜亂無章的。海浪是最重要的海洋要素之一，對于海浪的觀測是研究海洋學并服務于減災防災等諸多領域的重要環節?？諝饴晫W波浪儀是一種得到計量檢定證實的性能優越的儀器。不過，當前的空氣聲學波浪儀，只能測量海浪的波高和波周期，尚不具備測量海浪傳播方向的能力。隨著對海洋的研究以及應用的深入，越來越多的領域需要定量化觀測海浪的傳播方向。

盡管市場上已有微波測距方式的陣列式海浪方向測量儀器，但是該設備價格昂貴，由于采用了運算極其復雜的交叉互相關法，硬件平臺功耗大，許多海洋觀測平臺空間、電源均十分有限，大功耗設備的適用性較差。

針對上述的現有技術存在的問題設計一種陣列式聲學波浪測量方法、系統、存儲介質是本發明研究的目的。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題，本發明在于提供一種陣列式聲學波浪測量方法、系統、存儲介質，能夠有效解決上述現有技術存在的問題。

本發明的技術方案是：

一種陣列式聲學波浪測量方法，

基于三個固定設置的聲學波浪傳感器，三個固定設置的聲學波浪傳感器組成三角形；

所述方法包含以下步驟：

獲取三個所述聲學波浪傳感器的坐標；

獲取海浪波通過各個所述聲學波浪傳感器的時刻，并計算海浪波從最先到達的聲學波浪傳感器到次到達聲學波浪傳感器之間的第一時間差、海浪波從最先到達的聲學波浪傳感器到最后到達的聲學波浪傳感器之間的第二時間差；

根據所述三個固定設置的聲學波浪傳感器所組成的三角形的幾何關系計算海浪的傳播方向。

進一步地，所述根據所述三個固定設置的聲學波浪傳感器所組成的三角形的幾何關系計算海浪的傳播方向具體為：

根據所述三個所述聲學波浪傳感器所組成的平面建立二維坐標系，計算所述二維坐標系的Y軸方向與正北方向的偏差角

定義海浪波在所述二維坐標系中的方向為虛擬波向，所述虛擬波向與最先到達的聲學波浪傳感器相交；

根據第一時間差、第二時間差、三個固定設置的聲學波浪傳感器組成三角形的幾何關系，計算所述虛擬波向；

根據下述公式計算真實波向，

真實波向＝虛擬波向+偏差角

進一步地，所述定義海浪波在所述二維坐標系中的方向為虛擬波向，所述虛擬波向與最先到達的聲學波浪傳感器相交具體為：

定義海浪波的虛擬波向是單一方向且與最先到達的聲學波浪傳感器相交。

進一步地，所述根據第一時間差、第二時間差、三個固定設置的聲學波浪傳感器組成三角形的幾何關系，計算所述虛擬波向具體為：