[发明专利]海面反常波检测方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于海洋遥感技术领域，特别是一种海面反常波检测方法 及装置。

背景技术

在过去的二十几年里，世界上至少有200艘超过200米长的超级 轮船在大海航行中失踪。毋庸置疑，导致这些事故的罪魁祸首绝大部 分是“反常波”(Draper首先提出反常波的概念)，这些反常波要么具 有非常高的波高，要么其波形反常。在实际研究与应用中一般研究记 录长度有限的波，如果某波的波高H(波谷到波峰的距离)大于2.2 倍有效波高，则称其为反常波。反常波的现场测量比较困难，以前主 要靠石油平台进行波高监测，但是反常波对海上石油钻井平台等建筑 物造成很大的危害，为了保障海上航行和海上平台的安全，需要检测 海面反常波，因而急需一种检测海面反常波的技术。

本发明参考的技术文献有以下5篇：

[1]M.S.Longuet-Higgins and R.W.Stewart：‘Changes in the form of short gravity waves on long waves and tidal currents’，J.Fluid Mech. 1960，8，565-583(1960).

[2]S.Lehner and Heinz Günther：‘Extreme wave statistics from radar data sets’，IGARSS 04’，2004，3，pp.1880-1883.

[3]J.Schulz-Stellenfleth，T.Konig and S.Lehner：‘An empirical approach for the retrieval of integral ocean wave parameters from synthetic aperture radar data’，Journal of Geophysical Research，2007， 112，C03019.

[4]Draper L.：‘“Freak”ocean waves’，Mar.Obs.，1965，35， pp.193-195.

[5]A.R.Osborne，M.Onorato，M.Serio，and S.Bertone：‘The nonlinear dynamics of rogue waves and holes in deep water gravity wave trains’，Physical Letter A，2000，275，pp.386-393.

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种海面 反常波检测方法及装置。

本发明提供的海面反常波检测方法，包括下列步骤：构造待检测 波与Bragg短波并存的环境海面模型；求解Bragg短波受待检测波非 线性调制作用的解；计算分辨单元待检测波与环境海面回波的雷达散 射截面；将分辨单元待检测波与环境海面回波的雷达散射截面进行比 较，若判定待检测波与环境海面回波的雷达散射截面之比小于阈值， 则确定待检测波为反常波。

在上述技术方案中，还可以包括下列步骤：确定待检测波为反常 波后，通过反常波检测因子判定待检测波峰或波谷是否属于反常波。

在上述技术方案中，所述反常波检测因子为同一周期内反常波的 最大雷达散射截面与最小雷达散射截面之比。

在上述技术方案中，反常波的雷达散射截面的单位换算成分贝 dB后，所述反常波检测因子为同一周期内反常波的最大雷达散射截 面与最小雷达散射截面之差。

在上述技术方案中，构造所述环境海面模型是在一维反常波理论 模型的基础上利用双尺度海浪原理进行模型构造。

在上述技术方案中，将待检测波进行正弦波分解插值后根据长短 波非线性作用原理进行求解。

在上述技术方案中，计算所述雷达散射截面是在双尺度多极化后 向雷达散射模型的基础上进行计算。

在上述技术方案中，构造所述环境海面模型时采用与待检测波相 关参数相同的正弦波进行模拟。

在上述技术方案中，所述待检测波相关参数包括波数、波幅、雷 达频率、海水相对介电常数。