GPS浮标数据反演海浪谱的理论仿真与试验验证

摘要：

GPS 浮标作为一种新型的海洋测量设备，近年来在海面高度现场测量和星载高度计定标方面取得了重要应用。通过仿真试验对反演海浪谱的方法和流程进行研究，旨在探索从 GPS 浮标测量的海面高度序列中提取海浪谱的方法。首先，使用 Longuest 模型生成了海浪波面位移时间序列，并通过Pierson-Moscowitz 风浪谱对波面位移的统计特性进行约束，其随机性由相位引入。结合典型潮汐和GPS 浮标仪器噪声的仿真时间序列，合成了仿真时间长度1 h 的1 Hz（每秒1次）随机海面高度序列。然后，利用自相关函数法，进行高通滤波和数据压缩，得到了仿真的海浪谱。该仿真结果和理论海浪谱非常接近，可满足海浪谱反演的需求。最后，通过山东石岛外海的 GPS 浮标现场试验，验证了本文提出的反演方法的适用性。本文的研究解决了 GPS 浮标反演海浪谱的关键问题，丰富了海浪谱反演的手段，拓展了 GPS 浮标的应用领域，有望为未来我国的星载波谱仪定标服务。

关键词：GPS 浮标、随机波面位移、P-M 谱、自相关函数、高通滤波

分类号：P731.22(海洋基础科学)

资助基金：中科院国家空间中心重点培育基金Y32114FB9S。

在线出版日期：2014-07-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：34-44