1 引言

海浪具有随机性，可看作是振幅、频率、波向和相位不同的许多正弦波的叠加。海浪可以用一个海浪能量相对于频率和方向分布的物理量——海浪方向谱来描述。某时某地海洋波浪场的统计特征(波高、波长、波周期、波向、波陡等)都可通过海浪方向谱计算得到，所以海浪方向谱的获取极为重要。研究表明，将实时海浪方向谱信息同化到海浪模式中，能够改进全球海洋环境预报模型并提高海况预报精度。对发展海洋经济，预警并规避海洋灾害具有重要意义。

合成孔径雷达(SAR)是目前唯一可进行海浪谱观测的星载雷达，但海面运动使得SAR的图像谱和波浪谱之间的关系是非线性的；当海浪传播方向与卫星轨道相同时，SAR图像会扭曲、变形，使得SAR仅能够提供波长(150 m以上)比较大的波浪谱信息。

波谱仪是一种真实孔径雷达，通过小入射角天线的360°方位向扫描实现海浪方向谱和有效波高的测量，其调制谱与海浪谱之间呈线性关系[1]。与SAR相比，波谱仪具有原理简单，处理算法易于实现，可探测较小波长(如70 m)波浪等技术优势。自Jackson[1]提出波谱仪海浪谱探测原理以来，美国于20世纪80年代中期开展了机载波谱仪飞行试验ROWS[2-3]，机载试验验证了波谱仪反演海浪谱是可行的。法国的Hauser等[4]于1990年进行了RESSAC试验，2002年进行了STORM试验[5]，2013年进行了KuROS试验[6]。这些机载试验对星载波谱仪海浪谱探测的理论进行了进一步的验证，为中法海洋卫星的波谱仪海浪探测奠定了理论和技术基础。

国内波谱仪的研究起步较晚，一些理论体系仍然处于探索之中。中国于2010年在渤海湾进行了机载挂飞试验，韩倩倩等[7]利用这次飞行试验的数据，对数据回波功率随入射角的变化特性进行分析，提出回波功率与斜距的二阶拟合模型，改进了传统波谱仪反演算法中倾斜调制函数的估计方法，提高了海浪谱的反演精度。

信息采集的主要内容包括规划标高、建筑高度的测量与面积的测量与测算，停车泊位的位置与面积的测量与测算，单体建筑建筑面积与占地面积、建筑密度、总占地面积与建筑面积、容积率、建筑物的名称、绿地面积等测算，层数、结构、使用性质、户型与户数，建筑物退界距离、建筑间距、退线距离的测量与测算，建筑工程用地界址等数据信息的采集工作[1]。

除了探测海浪谱，波谱仪还可以探测海浪的斜率参数。Hauser进行的机载实验中，利用STORM波谱仪飞行试验数据反演了顺风向和侧风向下的斜率方差以及峰度系数[5]。Li等[8]通过坐标变换和插值来构造机载波谱仪雷达天线增益的三维矩阵，校正归一化雷达散射截面，提高均方斜率探测精度。

此外，波谱仪作为小入射角雷达，还具有风速探测的能力。Li等[9]基于准镜面散射理论和海面斜率的非高斯概率密度分布，提出了全方向的几何光学模型，并利用星载降雨雷达(PR)的数据，反演出了模型中的4个参数。利用这一模型并结合最大似然估计法可以得到相当准确的海表面风速估计。Ren等[10]利用PR数据，建立了Ku波段的小入射角下的σ0与风速的二阶多项式模型。他先由PR数据使用最小二乘法反演出模型中的参数，进而得到风速，然后再将得到的风速与NDBC浮标测量的风速进行对比验证，发现对于不同的入射角，反演风速的精度不同。

预计于2018年发射的中法海洋卫星，将搭载世界上第一台星载波谱仪SWIM，用来测量全球范围内的海浪方向谱和风速。海浪方向谱的反演是星载波谱仪探测海浪的核心问题。由于海浪方向谱的反演涉及从调制信号到调制谱的变换域操作，因此制谱估计方法的选择对海浪谱的反演性能具有一定的影响。本文将对此问题进行研究。

目前在波谱仪海浪谱反演中，大多数学者都采用周期图法来计算调制谱，周期图法具有简单直接、计算快速的特点，但是也存在分辨率不高和有偏估计的不足。有必要引入不同的经典谱估计方法和现代谱估计方法，在不同的海况和风速条件下仿真测试海浪谱的反演性能，通过对比反演性能指标，选择一定海况和风速条件下最优的调制谱估计方法，这对于提高海浪谱的反演性能具有一定的实际意义。

表4中，在PM谱、风速为10 m/s、13 m/s、16 m/s情况下，最小方差法反演的积分能量误差分别为2.14%、1.24%、2.38%，有效波高误差分别为0.846%、0.566%、0.91%，皆优于其他3种方法的反演性能指标。在主波波向误差和主波波长误差上，周期图法反演性能最差，其他3种方法反演性能没有绝对优劣。在DV谱情况下，AR模型法反演的所有性能指标均优于其他3种方法。

2 海浪谱反演原理和调制谱估计方法

2.1 海浪谱反演原理

海浪波谱仪工作在小入射角下，其获取的后向散射可用准镜面散射模型描述，该模型的特点是后向散射截面σ0与粗糙海面斜率的概率密度函数成简单的线性关系，如下式：

 

(1)

(3)在DV谱情况下二维海浪谱的反演性能，AR模型法的各项反演性能指标均优于其他3种方法。

其中α表达式为：

在小入射角下，水动力调制可以忽略，倾斜调制占据主导地位，长波对短波的倾斜调制会改变海浪波谱仪接收的后向散射截面的大小。由于通常情况下长波倾斜角较小，因此海浪波谱仪的后向散射截面σ的变化可近似表示为[11]：

 

(2)

将式(1)代入式(2)得：

 

(3)

面元的有效面积S为距离向的长度cΔτ/2和方位向长度Δy的乘积在海面上投影(其中c为光速，Δτ为波谱仪发出的脉冲时间宽度)。

 

(4)

将式(3)、式(4)代入式(2)得：

 

(5)

首先，政策导向向来是引领经济社会发展的风向标[4]，政府要加强外部监管和引导，发挥政府部门市场监督作用，维护市场秩序，对欺诈消费者等违反法律法规的企业予以严肃处理，为消费者提供公平、公正、合理的消费环境。政府要大力支持、引导小微企业发展，制定更加有利于小微企业发展的实质性政策。对印刷行业小微企业进行定向补贴等；突出税收优惠对西藏重点产业发展的扶持，调整税收优惠结构，加强企业所得税认定减免。[5]

 

(6)

定义调制函数[1，12—13]：

 

(7)

式中，G(φ)为天线方位向上的增益。定义m(X,φ)自相关函数的傅里叶变换为长波倾斜效应引起的信号调制谱Pm(K,φ)，即：

 

exp (-jkζ)dζ.

(8)

假设方位向天线的增益符合高斯分布，雷达足迹的方位向宽度远大于方位向的相关长度，即kLy>>1时，调制谱Pm(K,φ)和海面波陡谱k2F(K,φ)之间近似为线性关系：

充分结合当地的实际情况和环境需求，应当制定科学长期有效的防治方案。在具体的防治方案中应当明确当地质灾害发生时人员的撤离路线、应急避难场所等等，以及配备应急设备设施、物资等相关事宜，这就需要防治工作人员与有资质的相关技术部门保持长期稳定良好合作，共同协作，制定并适时修编防治措施和策略。

 

(9)

通过式(9)即可反演海浪二维波高谱F(k,φ)。

汉江是全国第一批开展水量分配的跨省河流，流域用水总量管理指标以2030年指标作为红线，以2015年和2020年指标作为阶段管理目标。根据汉江流域实际情况及特点，以《综合规划》和流域水资源开发利用的现状为基础，以流域水资源可利用量为控制，以各省级行政区的用水总量指标不突破，以保障国家水资源配置供水安全、优先保证生活和生态基本用水为前提，统筹协调河道内外用水，用水总量管理指标分解按全国到长江流域片、长江流域片到省级行政区、省级行政区到水资源二级区及河流水系、水资源二级区及河流水系到基本控制断面四个层次进行。

2.2 调制谱估计方法

调制谱估计方法主要有经典调制谱估计和现代调制谱估计两类方法。

经典调制谱方法主要有周期图法以及周期图方法的改进方法[12]。周期图法是最早用来计算调制谱的方法，将有限长的序列x(n)求N点傅里叶变换得到XN(ejω)，再取模值的平方除以N，即为x(n)的功率谱估计，周期图法是一种有偏估计方法，在信号长度增加到无穷时，方差不趋于0，且当N较小时分辨率不足。为提高周期图法的性能，Bartlett提出了平均周期图法，即将信号序列x(n)平均分成互不重叠的几段，分别对每段信号做功率谱估计，然后取平均作为信号序列x(n)的功率谱估计。Welch在此基础上引入了加窗处理的方法来进一步提高周期图法的性能，即先对信号进行分段，相邻两段信号之间允许重叠，再加上窗函数，并经过平均周期图法处理得到x(n)的功率谱估计，Welch方法提高了周期图法的谱估计分辨力并减小了谱估计的方差。

一般情况下，企业在进行物资采购的过程中，供应商通常会对招标环境进行协调与控制。也就是说，企业在实施物资招标的过程中，供应商预先会对企业产品所需要的材料、基础生产工具与设备等等相关信息，并结合当前市场价格进行分析。而各个供应商为了获取高额利润，可能会存在相互串通的现象，主要体现在将价格恶意提高，而且企业在完成物资采购之后，市场价格还可能会出现持续降低的情况，从而直接引发原材料采购风险等等问题，这样会导致企业在具体采购时可能会出现非常严重的经济损失。针对该问题来讲，企业自身需要对所要采购物资相关信息进行全面、客观的分析，并制订合理的限制模式。

现代调制谱估计方法，主要有AR模型谱估计方法、最大熵谱估计方法、线性预测谱估计方法以及最小方差谱估计方法等，前3种方法是等价的。AR模型法认为信号是白噪声通过一个模型产生，不必假设N个数据以外的数据全为0。最小方差谱估计法是在AR模型谱估计方法基础上进行了改进，降低了方差但是牺牲了谱分辨率，P阶最小方差谱估计值的倒数是0到P阶所有AR谱估计值倒数的和，这里先对谱值倒数求和，再取倒数，相当于对谱值做了平均，所以能降低方差[12]。

基于以上分析，对于传统谱估计方法类，本文选用周期图法和Welch法用于海浪方向谱反演仿真，对于现代谱估计方法类则选用AR谱模型法和最小方差法用于海浪方向谱反演仿真。

3 星载波谱仪海浪方向谱仿真

3.1 星载波谱仪海浪方向谱仿真流程

星载波谱仪具有6个波束，入射角为分别0°、2°、4°、6°、8°、10°，其中10°、8°、6°波束用于探测海浪方向谱。

星载波谱仪仿真主要包括正演和反演两个过程。

有效波高误差定义为：

正演部分主要包括根据海浪方向谱生成海浪的斜率信息、计算调制因子，根据斜率信息和调制因子计算海面的水平调制函数并投影到斜距上，模拟斑点噪声以及热噪声，生成含噪声的波谱仪接收功率。

[5] Hauser D， Caudal G， Guimbard S， et al. A study of the slope probability density function of the ocean waves from radar observations[J]. Journal of Geophysical Research Oceans， 2008， 113(C2):710-713．

表1为中法星载波谱仪SWIM仿真参数。星载波谱仪转速为5.7圈/分，轨道高度为519 km，足印面积约为18 km×18 km，波谱仪工作时是0°、2°、4°、6°、8°、10° 6个波束依次发射信号，所以某个特定入射波束下，相邻两个足印方位向的间隔约为7.5°，360°方位角范围内二维海浪谱由48个方位向的一维海浪谱组成。

 

表1 SWIM主要参数

 

Tab.1 The main parameters of SWIM

  

入射角10°8°6°距离门个数654积分时间/ms36.528.822.0脉冲重复频率/kHz6.4～6.76.4～6.76.4～6.7脉冲积分数目237192144信噪比/dB2.34.86.8

3.2 反演性能指标

海浪谱的反演精度主要是依据谱相关系数(corr)、积分能量误差(ΔE)、波长反演误差(Δλ)、波向反演误差(Δφ)以及有效波高反演误差(ΔHs)来衡量。

谱相关系数定义为：

 

(10)

式中，corr为相关性函数；Pm(k)为理论参考调制谱，即正向仿真时输入的海浪谱为反演的调制谱。

为进一步分析采样区土壤中锌、铜和铬的潜在生态风险，本研究采用潜在生态指数法进行生态风险评价［12，13］。为了更准确反应研究区域土壤重金属含量的分异性，避免大尺度平均参考的偏差，研究用广西地区土壤背景值作为参比值（表7）进行单因子污染物生态风险评价，其计算公式如下。

方位角为φ时的一维海浪谱能量积分误差定义[13]为：

 

(11)

式中，是理论调制谱的积分能量，积分的上下限定义为：以理论调制谱密度的峰值波数为中心，谱密度值下降到时所对应的波数间隔。式(11)为方位角为φ时一维海浪谱的能量误差，当计算二维海浪谱的能量积分误差时，需先进行方位向的积分。波长反演误差定义为：

 

(12)

式中，λpeak是反演的峰值波长；λref理论谱的峰值波长。

我们回到楼道里，隔壁的门开了，一个老太太探出头来，冲李大头说，后生伢，你该交房租了哩。你把房租钱准备好啊，我儿子要来收房钱。

 

(13)

式中，为有效波高；F(k,φ)为二维波高谱；Hsref为理论谱有效波高，由于E∝H2，则即反演的波高相对误差为能量相对误差的一半。

目前，星载波谱仪海浪方向谱反演的性能指标要求：积分能量误差小于15%，主波波长误差小于15%，主波波向误差小于15°。

4 反演结果

本文仿真了在10°、8°、6°入射角下成长中风浪(JONSWAP谱)、成熟风浪(PM谱)和涌浪(DV谱)3种不同海况下的波谱仪接收信号[14]，选择周期图方法、Blackman窗Welch法(以下简称Welch法)、AR模型谱估计法和最小方差法4种不同功率谱估计方法估算波谱仪调制谱，对比不同海况下各个功率谱估计方法的谱估计性能。

4.1 一维海浪谱反演性能

在10°入射角下，仿真了JONSWAP谱风速为10 m/s情况、PM谱风速为13 m/s情况以及DV谱有效波高为4 m且风速为5 m/s情况下的沿着浪向的波谱仪接收信号。选择这样的风速设置主要因为在风浪情况下，10～13 m/s的风速比较典型，出现的可能性比较大；在涌浪情况下，风速多偏低，国内外的文献中也大多是以这些数值来进行仿真中风速设置。其中JONSWAP谱和DV谱中风速对应为海面高度10 m处风速，PM谱中风速对应为海面高度19.5 m处风速，本文风速设置均与此相同。分别采用4种不同的调制谱估计方法来估算调制功率谱，并与正演输入的理论调制谱进行对比，如图1所示，其中红色曲线代表理论调制谱，蓝色曲线代表反演的调制谱。为衡量不同功率谱估计方法的性能，选用与输入的理论调制谱的相关系数和积分能量误差作为性能指标，其中相关系数越大，积分能量误差越小，则该种谱估计方法性能越优。

由图1看出，周期图法得到的调制谱曲线抖动最为频繁和剧烈，失真比较严重，而采用Welch法、AR模型法和最小方差法抖动均较小。为较全面地把握10°入射角下，不同海况和风速条件下的一维海浪谱反演性能，表2显示了成长风浪JONSWAP谱在不同的风速下，各种调制谱估计方法的反演性能指标。为尽量减小海面随机性对反演性能造成的影响，表中数据均为在入射角、风速等参数一定、海面斜率随机生成情况下，进行5次实验，并将反演性能指标求平均之后所得。本文后续表中数据亦通过此方法得到。

从表2中看出，在JONSWAP谱产生的成长风浪条件下，沿着浪向反演的一维调制谱结果，最小方差法反演的相关系数最大，Welch方法反演的积分能量误差最小，在该海况下若反演目标要求相关性大则选用最小方差法较好，若要求积分能量误差小则选择Welch法较好。

本文还进行了成熟风浪和涌浪条件下，沿浪向的一维调制谱反演仿真(结果未列出)，其中成熟风浪条件下仿真结果与成长风浪时反演结论一致；而涌浪条件下的反演结果显示，AR模型法反演的能量误差最小，最小方差法反演的相关系数仍然最大。

  

图1 10°入射角下不同调制谱估计方法反演的调制谱Fig.1 Modulation spectrum retrieved by different estimation method of modulation spectrum at of incidence angel of 10 degrees

 

表2 10°入射角不同调制谱估计方法反演性对比(JONSWAP谱)

 

Tab.2 The comparison of inversion performance for different modulation spectral estimation methods at 10 degrees ofincidence for Jonswap spectrum

  

调制谱估计方法U=8m/sU=10m/sU=13m/scorrΔEcorrΔEcorrΔE周期图法81.68%9.28%83.87%7.41%85.97%7.57%AR模型法94.78%8.78%95.7%7.51%97.1%6.91%最小方差法97.86%12.27%98.3%9.71%98.8%15.53%Welch法95.9%6.4%95.8%5.44%96.5%5.13%

为研究不同入射波束对反演性能的影响，本文进一步仿真了6°、8°入射波束下，成长中风浪在风速为13 m/s时波谱仪接收信号。

图2显示了在JONSWAP谱产生的成长中风浪风速为13 m/s情况下，在10°、8°、6°三个入射角下反演沿浪向的一维调制谱，从左到右依次为10°、8°、6°入射角。由图2可以看出随着入射角下降反演的效果变差，产生这种现象的原因是：6°、8°入射角下积分时间内脉冲个数为144、192，对比10°入射角下积分脉冲个数237要少，所以6°、8°入射角下积分时间累积平均后斑点噪声的抑制效果较10°入射角差，造成反演性能的下降。

表3显示了与图2同一海况风速条件下，不同入射角下各种方法反演的沿浪向海浪谱的性能。从表3中可见，在相同海况风速下，随着入射角下降反演效果变差，并且最小方差法反演的相关系数依然最大，Welch方法反演的积分能量误差最小。该结论在风速为10 m/s、7 m/s条件下依然成立(结果未列出)。

4.2 二维海浪谱反演结果

在360°方位向变化下进行海浪谱反演仿真，即可得到二维海浪波高谱。图3显示了10°入射角下，成长中风浪在风速为13 m/s情况下，采用4种调制谱估计方法反演出海浪方向谱与理论海浪方向谱的对比，波长大于314 m海浪成分的谱值置为0。从图3中可以看出，周期图法反演的二维海浪谱抖动较为严重，而AR模型法、最小方差法以及Welch法反演的二维海浪谱的抖动均较小。

表4显示了10°入射角下，不同海况风速下各个调制谱估计法反演二维海浪谱的性能指标。从表4可以看出在JONSWAP谱，风速为7～13 m/s情况下，二维海浪谱反演中周期图法反演性能较差，其他3种调制谱估计法的反演性能没有绝对的优劣顺序，各种方法的积分能量误差均小于15%，主波波向误差小于15°，主波波长误差小于15%，均符合星载波谱仪的反演精度。

近年来，五原县探索盐碱地改良的多种技术路径，多种合作模式和多种经营模式，通过科技引领、企业带动、统筹推进，盐碱地改良方面走在了全国的前列。目前，筛选引进73家企业，试验改盐新技术21项、新产品36个，因地制宜试种抗盐牧草新品种30个、向日葵新品种50个、玉米新品种30个、施用肥料新品种33个，让项目区成为盐碱地改良试验示范平台。通过实施“五位一体”工程以及上膜下秸、暗管排盐等技术创新，特别是“五位一体”技术，应用“撒施脱硫石膏、明沙、有机肥、调理剂以及种植耐盐作物”的技术结合，使出苗率达到50%-80%，老百姓常说，“盐碱地掺沙等于上粪肥，年年有好收成。”扎实有效地推进了五原的盐碱地改良。

  

图2 不同入射角下一维调制谱(沿浪向)反演(JONSWAP谱 U10=13 m/s) Fig.2 The inversion of one-dimensional modulation spectrum (along the waves) at different incidence angles for JONSWAP spectrum of U10=13 m/s

 

表3 不同入射角一维海浪谱(沿浪向)反演性能指标(JONSWAP谱U10=13 m/s)

 

Tab.3 The performance of inversion of one-dimensional (along the waves) modulation spectrum at different incidence anglesfor JONSWAP spectrum of U10=13 m/s

  

调制谱估计方法6°入射角8°入射角10°入射角corrΔEcorrΔEcorrΔE周期图法77.25%20.24%80.69%11.39%87.25%11.13%AR模型法91.5%21.76%91.73%11.78%96.52%11.15%最小方差法95.55%22.98%97.34%13.31%98.81%12.98%Welch法89.57%25.24%95.01%8.89%96.59%6.78%

  

图3 不同谱估计方法反演的海浪方向谱(JONSWAP谱U10=13 m/s)Fig.3 The directional spectrum of ocean wave retrieved by different spectral estimation methods for Jonswap spectrum of U10=13 m/s

  

图4 不同入射角反演的海浪方向谱(JONSWAP谱U10=13 m/s)Fig.4 The directional spectrum of ocean wave retrieved by different incidence angles for Jonswap spectrum of U10=13 m/s

 

表4 不同海况下各种调制谱估计方法反演海浪方向谱的性能指标

 

Tab.4 The performance of ocean wave directional spectrum retrieved by different modulation spectrum estimation method withdifferent sea state conditions

  

海况与风速条件调制谱估计方法能量误差ΔE波长误差Δλ波向误差Δφ有效波高误差ΔHsJONSWAPU10=7m/s周期图法9.66%5.24%7.8°4.86%AR模型法5.55%1.12%0°3.06%Welch法2.35%1.12%0°1.41%最小方差法8.9%1.12%0°4.78%JONSWAPU10=10m/s周期图法7.86%5.26%7.8°4.15%AR模型法7.34%3.85%0°3.89%Welch法4.22%1.82%7.8°2.29%最小方差法7.22%3.85%0°3.6%JONSWAPU10=13m/s周期图法8.2%5.87%7.8°4.3%AR模型法1.86%10.2%7.8°1.12%Welch法2.41%3.86%0°1.03%最小方差法7.84%1.7%0°4.17%PMU19.5=10m/s周期图法4.74%11.40%14.04°1.98%AR模型法4.51%4.93%7.8°1.89%Welch法9.40%3.88%10.92°4.48%最小方差法2.14%4.43%7.8°0.85%PMU19.5=13m/s周期图法4.24%23.81%7.8°1.86%AR模型法4.61%8.23%3.12°2.04%Welch法8.25%7.13%3.12°3.84%最小方差法1.24%3.34%4.68°0.57%PMU19.5=16m/s周期图法3.23%11.48%6.24°1.80%AR模型法3.78%10.75%4.68°1.85%Welch法6.43%5.15%4.68°3.13%最小方差法2.38%4.18%1.56°0.91%DV周期图法5.2%7.53%1.56°2.67%U10=5m/sAR模型法5.19%4.59%0°2.58%Hs=4mWelch法5.14%5.74%0°2.72%最小方差法13.06%4.81%0°6.89%DV周期图法5.81%5.97%3.12°2.87%U10=8m/sAR模型法5.05%5.55%3.12°2.46%Hs=4mWelch法5.54%6.56%4.68°2.71%最小方差法9.47%6.54%3.12°4.88%

本文基于星载波谱仪海浪方向谱探测原理，对不同海况、风速下的波谱仪接收信号进行仿真，并采用周期图法、Welch法、AR模型法以及最小方差法共4种不同的调制谱估计方法反演海浪谱，分别从反演的单个方位向一维海浪谱和海浪方向谱来对比各种调制谱估计方法的反演性能，从而得出不同情况下最优的调制谱估计方法。

同时在6°、8°入射角下仿真360°方位向内波谱仪接收信号，采用最小方差法来估算信号的调制谱，反演出二维海浪谱。图4显示了在JONSWAP谱、风速13 m/s情况下，6°、8°、10°入射角下反演的二维海浪谱，根据公式(11)中kmin的设置原则，将波长分别大于126 m、314 m、314 m海浪成分的谱值置为0。表5显示了与图4同一海况下，不同入射角时采用最小方差谱估计方法反演二维海浪谱的性能指标。从表5中可见，在二维海浪谱反演中，依然是随着入射角增大，各种谱估计方法反演效果性能越来越好。同时还可看出随着入射角的下降，在积分能量误差、有效波高误差上，最小方差法对周期图法反演性能的改善程度越大，如在10°入射角时，最小方差法在积分能量误差上较周期图法改善程度小于1%，而在6°入射角时，最小方差法在积分能量误差上较周期图法改善程度超过8%。

表5 不同入射角海浪方向谱反演的性能(JONSWAP谱U10=13 m/s)

Tab.5 Performance of inversion of ocean wave directional spectrum at different incidence angles for JONSWAP spectrum of U10=13 m/s

  

入射角调制谱估计方法能量ΔE波长Δλ波向Δφ波高ΔHs6°周期图法31.36%10.2%7.8°16.52%最小方差法20.3%5.08%0°10.5%8°周期图法21.6%2.69%7.8°11.21%最小方差法16.2%2.69%0°8.22%10°周期图法8.2%5.87%7.8°4.3%最小方差法7.84%1.7%0°4.17%

5 总结

本文基于星载波谱仪海浪方向谱探测原理，仿真了在不同海况、不同风速以及不同入射角下波谱仪的接收信号，并选用了经典谱估计法和现代谱估计法中具有代表性的4种方法来估算调制谱，进而反演出海浪谱，通过对比海浪谱反演性能指标，评价不同谱估计方法的性能。仿真结果显示：

合作社按照“利益共享、风险共担”的股权分红模式。2015年7月至2018年4月合作社财务数据为：总收入865.88万元，其中竹材638.7万元、毛料153万元、冬笋33.4万元、山林租金9.3万元、政府补贴31.48万元；总支出426.92万元，其中务工支出414.1万元(用于劈山及竹材采伐)、管理支出12.82万元；总利润438.96万元，其中2016—2017年合作社2次分红共计257.36万元、提取公积金13万元，2018年已收益168.6万元。在对社员的访谈中得知，合作社统一经营后，分红收入要高于自己经营收入。

(1)在JONSWAP谱情况下，二维海浪谱的反演性能周期图法最差，其他3种方法没有绝对优劣顺序。

(2)在PM谱情况下二维海浪谱的反演性能，在积分能量误差、有效波高误差上最小方差法的反演性能最好，在主波波向、主波波长误差上，周期图法反演性能最差，其他3种方法没有绝对优劣顺序。

式中，p(tan θ,0)是海浪的斜率概率密度函数，ρ为衍射修正的垂直入射下的菲涅尔系数，θ为雷达波束入射角，发生镜面反射时，海浪斜率在距离方向上的分量为tan θ，而在方位向上的分量为0[11]。

(4)随着波谱仪中心入射角的下降，各种调制谱估计方法在反演二维海浪谱时性能都会下降。

古人云：“学起于思，思源于疑，学贵知疑，小疑则小进，大疑则大进”。探索知识的思维过程总是从问题开始，又在解决问题中得到发展。教师应充分利用学生认知过程中的矛盾、疑难点，设计挑战性问题，引导学生去观察和分析，学会更清晰、更深入、更全面、更合理的思考，从而发现数学知识间的内在联系，不断提高自身的思维能力。

(5)随着入射角的下降，在积分能量误差、有效波高误差上，最小方差法对周期图法反演性能的改善程度越大。

依据仿真结果，推荐使用下面所说的方法来进行海浪谱的估计。在充分成长海浪情况下，本文推荐最小方差谱估计方法作为最优的调制谱估计方法。在涌浪情况下，推荐AR模型谱估计方法作为最优的调制谱估计方法(若数据处理之前如果无法预先了解海浪的成长情况，可先利用周期图法对海浪谱进行初步的反演(周期图法是计算时间比较短的算法)，根据反演出的参数以及一定判据确定海浪的成长情况。)

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反演部分包括：首先将积分时间内接收到的多个功率信号进行累加平均，并进行热噪声去除，第二，从累加平均后的功率信号中提取出平均趋势，计算特定方位向斜距上的调制函数并投影到水平面上，第三，利用功率谱估计方法从调制信号中反演调制谱，第四，将相邻方位向调制谱进行平均减少抖动，以上得到的是单个方位向的一维海浪谱，最后通过360°内不同方位向上的反演得到海浪方向谱。

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画面闪烁的根本原因是相邻两帧图像之间存在巨大的差异。当需显示新的图形或使原来显示的图形发生变化时，需刷新背景，用背景颜色的画刷将背景重新刷一遍，原图形将被覆盖，此时画上新图形即可完成图形的刷新显示或动态显示。但是，由于背景颜色(一般是白色)与图形颜色之间存在反差，在不断地重复刷新、显示的过程中会产生闪烁。闪烁本质上就是反差，反差越大，闪烁越厉害。因此，当窗口由于切换界面或数据更新需重绘时，首先清除显示区背景色，然后才调用OnPaint函数进行重绘。背景色与绘图内容的反差经常很大，导致背景色与显示图形在短时间内反复切换，造成显示窗口出现闪烁现象。

[7] 韩倩倩， 李凉海， 史留保，等. 基于实测数据的机载海洋波谱仪反演算法研究[J]. 遥测遥控， 2012， 33(3):31-36．

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如图2所示，上部装置本体是一个月牙形部件，其内侧圆弧将与无磁悬挂紧密贴合，装置内侧分布有均匀的齿状增摩带以及钻井液通道；上部装置本体两侧各有一个固定圆环用于连接链条；在上部装置本体中部有一个圆孔，用来放置红外激光发射器。激光发射器由发射器本体和电池组成。上部固定装置由链条、锁紧板及锁紧螺栓组成，链条连接上部装置本体与固定装置，当逐渐旋紧锁紧螺栓时，将增大上部装置本体与无磁悬挂间的接触压力，从而增大两者间摩擦力。

2013年8月底，经过前期的精心准备，浙江省人民医院检查预约中心正式开始运行。首先从住院患者进行试点，集中预约检查项目仅限CT、超声两项。患者入院时需要进行CT、超声检查，过去，要去放射科、超声科分散预约，还没做上检查就先把医院跑一遍。在新的服务模式下，患者不管有多少检查项目，在预约中心一次性预约，然后在预定时间前往不同科室进行检查，让患者真正体验“检查少跑腿”的便利。

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