一种便携式近岸海浪观测系统及方法
【专利摘要】本发明提供了一种便携式近岸海浪观测系统及方法，包括安装在观测平台上的激光发射模块、激光光条纹成像模块、辅助信息感知模块、海浪要素信息提取模块和电源模块，海浪要素信息提取模块分别与激光发射模块、激光光条纹成像模块和辅助信息感知模块相连，电源模块为激光发射模块、激光光条纹成像模块、辅助信息感知模块和海浪要素信息提取模块提供电源。该便携式近岸海浪观测系统及方法能够便利、快捷、实时地获取近岸海浪要素信息，为快速获取近岸海浪要素分布特征提供了一种有效的探测手段。
【专利说明】一种便携式近岸海浪观测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种近岸波浪观测系统及方法，尤其是一种便携式的近岸海浪的观测系统及方法。
【背景技术】
[0002]近岸海浪不仅对渔业生产作业具有重大影响，同时，严重影响和制约海岸防护工程的建设，因此，对近岸海浪的进行实时观测具有重要的现实意义。目前，对海浪的观测方法主要有测波雷达、浮标观测，其中，测波雷达的有效观测距离要求为距岸20公里以外，因为离岸太近，雷达则处于观测的盲区；浮标布设在靠近岸边的几公里以外，一般要求离岸距离超过3公里。因此，针对3公里以内的近岸海浪的观测，缺乏相应的观测手段和方法，特别是便携式的观测手段几乎处于空白。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是提供一种能够实时监测近岸波浪要素的便携式近岸海浪观测系统及方法。
[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种便携式近岸海浪观测系统，包括安装在观测平台上的激光发射模块、激光光条纹成像模块、辅助信息感知模块、海浪要素信息提取模块和电源模块，激光发射模块与海浪要素信息提取模块相连，用于接收海浪要素信息提取模块发送的功率控制信号，并向近岸海面发射矩形激光条纹，激光光条纹成像模块与海浪要素信息提取模块相连，用于接收海浪要素信息提取模块发送的焦距控制信号，并采集近岸海面反射的矩形激光条纹，同时将采集的矩形激光条纹以数字图像方式发送给海浪要素信息提取模块，辅助信息感知模块与海浪要素信息提取模块相连，用于采集真北方位角以及观测平台的俯仰角和横滚角信息，并将采集的信息发送给海浪要素信息提取模块，海浪要素信息提取模块根据接收的信息向激光发射模块和激光光条纹成像模块发送功率控制信号和焦距控制信号，并提取激光光条纹成像模块发送的数字图像的中心位置信息，再结合观测平台距离海平面的高度、激光发射模块与激光光条纹成像模块之间的距离、激光发射模块与激光光条纹成像模块之间的夹角、观测平台的俯仰角和横滚角信息、激光光条纹成像模块内部成像的像距以及真北方位角计算出反射点海浪的高度和方向要素，电源模块分别为激光发射模块、激光光条纹成像模块、辅助信息感知模块和海浪要素信息提取模块提供电源。
[0005]采用海浪要素信息提取模块控制激光发射模块和激光光条纹成像模块，实现对激光发射模块发射的激光波长控制和激光光条纹成像模块的焦距控制，并能够根据激光光条纹成像模块和辅助信息感知模块发送的信息计算出近岸海浪的高度和方向要素，这种一体式便携结构能够便利、快捷、实时地获取近岸海浪要素信息，为快速获取近岸海浪要素分布特征提供了一种有效的探测平台。
[0006]作为本发明的进一步限定方案，激光发射模块包括依次串联的激光器、激光发射电路、恒温控制电路和功率可调控制器，激光器用于向近岸海面发射矩形激光条纹，激光发射电路用于驱动激光器，恒温控制电路用于控制激光器的温度，功率可调控制器与海浪要素信息提取模块相连，用于接收海浪要素信息提取模块发送的功率控制信号，并为恒温控制电路提供可控功率源。采用恒温控制电路控制激光发射模块的温度，使激光发射模块具有恒温工作环境，从而使激光的波长不发生漂移。
[0007]作为本发明的进一步限定方案，辅助信息感知模块包括三维电子罗盘，三维电子罗盘用于采集真北方位角以及观测平台的俯仰角和横滚角信息。采用三维电子罗盘采集角度信息用于近岸海浪的高度和方向要素的计算。
[0008]作为本发明的进一步限定方案，辅助信息感知模块还包括测距仪、GPS定位模块和集线器，测距仪用于采集观测平台与岸边的距离，GPS定位模块用于采集观测平台的坐标信息，集线器分别与三维电子罗盘、测距仪和GPS定位模块相连，用于将接收的信息发送给海浪要素信息提取模块。采用测距仪采集观测平台与岸边的距离，采用GPS定位模块采集观测平台的坐标信息，对近岸海浪的观测环境进行统计。
[0009]作为本发明的进一步限定方案，激光光条纹成像模块包括窄带滤波模块、可调焦距镜头和CXD感光元件，反射的矩形激光条纹依次经过窄带滤波模块和可调焦距镜头后再由CCD感光元件感知获取，窄带滤波模块用于对反射的矩形激光条纹进行滤波，可调焦距镜头用于接收海浪要素信息提取模块发送的焦距控制信号，调节镜头的焦距，使反射的矩形激光条纹被CCD感光元件感知，CCD感光元件与海浪要素信息提取模块相连，用于感知获取矩形激光条纹图像信息，并将该图像信息以数字图像方式发送给海浪要素信息提取模块。采用窄带滤波模块能够最大限度地滤除其他波段的光信号，采用可调焦距镜头能够有效调节焦距，使矩形激光条纹成像质量更高。
[0010]作为本发明的进一步限定方案，海浪要素信息提取模块包括主控制器、光条纹图像预处理模块、光条纹图像实时显示模块、光条纹中心提取模块、海浪要素反演模块和海浪要素显示模块，主控制器与激光发射模块和光条纹成像模块相连，用于发送功率控制信号和焦距控制信号，光条纹图像预处理模块与光条纹成像模块相连，用于接收光条纹成像模块采集的数字图像，并对该数字图像做非线性二维中值滤波的预处理，光条纹图像实时显示模块与光条纹图像预处理模块相连，用于实时显示预处理后的数字图像，光条纹中心提取模块与光条纹图像预处理模块相连，用于综合观测平台距离海平面的高度、激光发射模块与激光光条纹成像模块之间的距离、激光发射模块与激光光条纹成像模块之间的夹角、观测平台的俯仰角和横滚角信息、激光光条纹成像模块内部成像的像距以及真北方位角计算出反射点海浪的高度和方向要素，海浪要素显示模块与海浪要素信息反演模块相连，用于显示海浪要素信息反演模块计算出的海浪高度和方向要素。采用主控制器控制激光发射模块和光条纹成像模块，能够更好地进行系统协调，采用海浪要素反演模块能够计算获得近岸海浪的要素信息。
[0011]作为本发明的进一步限定方案，电源模块包括防反接模块、实时监测模块和电源，防反接模块分别与激光发送模块、辅助信息感知模块、光条纹成像模块和海浪要素信息提取模块相连，用于防止因为正负极接反而造成与之相连的模块损坏，实时监测模块串联在防反接模块与电源之间，用于实时监测电源电压。采用防反接模块能够有效防止因为正负极接反而造成与之相连的模块损坏，采用实时监测模块能够实时监测电源电压，当电源电压低于一定阈值时，断开系统与电源的连接。
[0012]本发明还提供了一种用于便携式近岸海浪观测系统的方法，包括如下步骤:
[0013]步骤1，由海浪要素信息提取模块向激光发射模块发送功率控制信号，再由激光发射模块根据接收的功率控制信号向近岸海面发射矩形激光条纹，同时辅助信息感知模块采集真北方位角以及观测平台的俯仰角和横滚角信息，并将采集的信息发送给海浪要素信息提取1?块；
[0014]步骤2，由海浪要素信息提取模块向激光光条纹成像模块发送焦距控制信号，再由激光光条纹成像模块采集近岸海面反射的矩形激光条纹，同时将采集的矩形激光条纹以数字图像方式发送给海浪要素信息提取模块；
[0015]步骤3，由海浪要素信息提取模块提取激光光条纹成像模块发送的数字图像的中心位置信息，再结合观测平台距离海平面的高度、激光发射模块与激光光条纹成像模块之间的距离、激光发射模块与激光光条纹成像模块之间的夹角、观测平台的俯仰角和横滚角信息、激光光条纹成像模块内部成像的像距以及真北方位角计算出反射点海浪的高度和方向要素。
[0016]采用该方法来实现对近岸海浪的观测，能够为3公里以内的近岸海浪的观测提供一种有效的手段，填补了对于3公里以内的近岸海浪的观测方法的空白。
[0017]本发明的有益效果在于:将激光发射模块、激光光条纹成像模块、辅助信息感知模块、海浪要素信息提取模块和电源模块安装在同一观测平台上，能够方便观测人员携带，为3公里以内的近岸海浪观测提供了一种有效的观测手段。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明的系`统结构示意图；
[0019]图2为本发明的系统内部模块结构示意图；
[0020]图3为本发明的数字图像中心位置提取流程图；
[0021]图4为本发明的海浪要素计算模型；
[0022]图5为本发明的光条纹成像模块的成像原理图；
[0023]图6为本发明的近岸海浪观测方法流程图。
【具体实施方式】
[0024]如图1和2所示，本发明所提供的一种便携式近岸海浪观测系统，包括安装在观测平台上的激光发射模块1、激光光条纹成像模块2、辅助信息感知模块3、海浪要素信息提取模块4和电源模块，激光发射模块I与海浪要素信息提取模块4相连，用于接收海浪要素信息提取模块4发送的功率控制信号，并向近岸海面发射矩形激光条纹，激光光条纹成像模块2与海浪要素信息提取模块4相连，用于接收海浪要素信息提取模块4发送的焦距控制信号，并采集近岸海面反射的矩形激光条纹，同时将采集的矩形激光条纹以数字图像方式发送给海浪要素信息提取模块4，辅助信息感知模块3与海浪要素信息提取模块4相连，用于采集真北方位角以及观测平台的俯仰角和横滚角信息，并将采集的信息发送给海浪要素信息提取模块4，海浪要素信息提取模块4根据接收到的信号发送功率控制信号和焦距控制信号，并提取激光光条纹成像模块2发送的数字图像的中心位置信息，再结合观测平台距离海平面的高度、激光发射模块I与激光光条纹成像模块2之间的距离、激光发射模块I与激光光条纹成像模块2之间的夹角、观测平台的俯仰角和横滚角信息、激光光条纹成像模块2内部成像的像距以及真北方位角计算出反射点C处海浪的高度和方向要素，电源模块分别为激光发射模块1、激光光条纹成像模块2、辅助信息感知模块3和海浪要素信息提取模块4提供电源。
[0025]该系统在工作时，首先由电源模块向激光发射模块1、激光光条纹成像模块2、辅助信息感知模块3和海浪要素信息提取模块4提供电源；再由海浪要素信息提取模块4向激光发射模块I发送功率控制信号，激光发射模块I在接收到功率控制信号后，向近岸海面发射矩形激光条纹，近岸海面在反射点C处将矩形激光条纹反射进入激光光条纹成像模块2，同时海浪要素信息提取模块4向激光光条纹成像模块2发送焦距控制信号，使反射的矩形激光条纹能够完全被成像；再由激光光条纹成像模块2将采集的矩形激光条纹以数字图像方式发送给海浪要素信息提取模块4，同时辅助信息感知模块3将采集的采集真北方位角以及观测平台的俯仰角和横滚角信息发送给海浪要素信息提取模块4 ;最后由海浪要素信息提取模块4提取激光光条纹成像模块2发送的数字图像的中心位置信息，再结合观测平台距离海平面的高度、激光发射模块I与激光光条纹成像模块2之间的距离、激光发射模块I与激光光条纹成像模块2之间的夹角、观测平台的俯仰角和横滚角信息、激光光条纹成像模块2内部成像的像距以及真北方位角计算出反射点C处海浪的高度和方向要素。
[0026]如图2所示，激光发射模块I包括依次串联的激光器、激光发射电路、恒温控制电路和功率可调控制器，激光器用于向近岸海面发射矩形激光条纹，激光发射电路用于驱动激光器，恒温控制电路用于控制激光器的温度，功率可调控制器与海浪要素信息提取模块相连，用于接收海浪要素信息提取模块发送的功率控制信号，并为恒温控制电路提供可控功率源。当功率可调控制器接收到海浪要素信息提取模块4发送的功率控制信号后，由功率可调控制器调节恒温控制电路的功率，使激光发射模块I具有恒温工作环境，从而使激光发射模块I工作时的激光的波长不发生漂移；再由激光发射电路驱动激光器向近岸海面发射矩形激光条纹。根据研究和实践经验，本发明将激光器的工作波长设定为808nm和915nm两种，发射角小于0.lrad/m，激光发射模块I的工作温度范围设定为_10°C?55°C，工作时峰值波长漂移不超过±1纳米。
[0027]辅助信息感知模块3包括三维电子罗盘、测距仪、GPS定位模块和集线器，三维电子罗盘用于采集真北方位角以及观测平台的俯仰角和横滚角信息，其中，真北方位角为海浪方向要素信息的提取提供定北信息，俯仰和横滚角度为海浪高度要素信息的提取提供角度信息，测距仪用于采集观测平台与岸边的距离信息，GPS定位模块用于采集观测平台的坐标信息，集线器分别与三维电子罗盘、测距仪和GPS定位模块相连，用于将接收的信息发送给海浪要素信息提取模块。采用三维电子罗盘、测距仪和GPS定位模块实时采集系统的角度信息、距离信息和坐标信息，再将采集的信息通过集线器一起发送给海浪要素信息提取模块4。
[0028]激光光条纹成像模块2包括窄带滤波模块、可调焦距镜头和CXD感光元件，反射的矩形激光条纹依次经过窄带滤波模块和可调焦距镜头后再由CCD感光元件感知获取，窄带滤波模块用于对反射的矩形激光条纹进行滤波，可调焦距镜头用于接收海浪要素信息提取模块发送的焦距控制信号，调节镜头的焦距，使反射的矩形激光条纹被CCD感光元件感知，CCD感光元件与海浪要素信息提取模块相连，用于感知获取矩形激光条纹图像信息，并将该图像信息以数字图像方式发送给海浪要素信息提取模块。当反射的矩形激光条纹进入窄带滤波模块时，将被最大限度滤除其他波段的光信号，本发明的窄带滤波模块分为808nm和915nm两种，中心波长分别为808±lnm和915±lnm，半宽都为2±0.5nm，透过率都为>85%，截止宽度都为200-1 lOOnm，截止深度都为〈1%，直径都为12.4mm ;再通过可调焦距镜头对滤波后的矩形激光条纹进行对焦，该可调焦距镜头的焦距范围为10?300毫米，能够通过软件控制变焦，并以数值的方式返回焦距；最后由CCD感光元件将对焦后的矩形激光条纹进行感知获取，并以数字图像的方式将采集的矩形激光条纹发送给海浪要素信息提取模块4。
[0029]海浪要素信息提取模块4包括主控制器、光条纹图像预处理模块、光条纹图像实时显示模块、光条纹中心提取模块、海浪要素反演模块和海浪要素显示模块，主控制器与激光发射模块和光条纹成像模块相连，用于发送功率控制信号和焦距控制信号，光条纹图像预处理模块与光条纹成像模块相连，用于接收光条纹成像模块采集的数字图像，并对该数字图像做非线性二维中值滤波的预处理，光条纹图像实时显示模块与光条纹图像预处理模块相连，用于实时显示预处理后的数字图像，光条纹中心提取模块与光条纹图像预处理模块相连，用于提取预处理后的数字图像的中心位置信息，海浪要素信息反演模块与辅助信息感知模块相连，用于综合观测平台距离海平面的高度、激光发射模块I与激光光条纹成像模块2之间的距离、激光发射模块I与激光光条纹成像模块2之间的夹角、观测平台的俯仰角和横滚角信息、激光光条纹成像模块2内部成像的像距以及真北方位角计算出反射点C处海浪的高度和方向要素，海浪要素显示模块与海浪要素信息反演模块相连，用于显示海浪要素信息反演模块计算出的海浪高度和方向要素。当海浪要素信息提取模块4工作时，首先由主控制器向激光发射模块和光条纹成像模块发送功率控制信号和焦距控制信号，再由光条纹图像预处理模块对接收的数字图像做非线性的二维中值滤波的预处理，并将预处理后的数字图像发送给光条纹图像实时显示模块进行实时显示，利用非线性二维中值滤波能够滤除海面上其他因素对图像质量的干扰；再由光条纹中心提取模块提取预处理后的数字图像的中心位置信息；再由海浪要素信息反演模块综合观测平台距离海平面的高度、激光发射模块I与激光光条纹成像模块2之间的距离、激光发射模块I与激光光条纹成像模块2之间的夹角、观测平台的俯仰角和横滚角信息、激光光条纹成像模块2内部成像的像距以及真北方位角计算出反射点C处海浪的高度和方向要素；最后由海浪要素显示模块显示反演后的海浪高度和方向要素。
[0030]电源模块包括防反接模块、实时监测模块和电源，防反接模块分别与激光发送模块、辅助信息感知模块、光条纹成像模块和海浪要素信息提取模块相连，用于防止因为正负极接反而造成与之相连的模块损坏，实时监测模块串联在防反接模块与电源之间，用于实时监测电源电压。当电源正负极接反时，防反接模块会自动烧毁保险丝，断开电源连接，达到保护探测仪器的目的；为了实时了解系统电源的电压状态，采用实时监测模块对电源进行监测，当电源电压低于12v时，由实时监测模块断开电源，系统停止工作。
[0031]如图3所示，光条纹中心提取模块采用灰度梯度法对采集的数字图像进行中心提取，具体步骤包括:
[0032]步骤1，数字图像中心粗略确定，首先用1X3像素的滑动窗口在数字图像上按行滑动，根据阈值及约束条件，计算滑动窗口下灰度分布满足条件的3个像素的灰度和，当滑动窗口下3个像素的灰度和取最大值时，该窗口中心位置即为该行像素点上光带中心的粗略位置；
[0033]步骤2，低通滤波和幂次变换，在粗略位置的左右，根据光带的宽度范围，取一定宽度的像素区域作为该行上光带的粗略宽度范围，并对该范围内的像素灰度值进行低通平滑滤波和幂次变换，降低灰度的不匀称非正态分布和高频噪声对光带中心位置提取的影响；
[0034]步骤3，确定光带边界灰度阈值，根据低通滤波和幂次变换后的光带粗略范围内的灰度值，用自适应阈值法确定光带边界处的灰度阈值，得到光带的准确边界；
[0035]步骤4，数字图像中心位置精确计算，对光带边界内的像素进行梯度重心计算，SP可得到该行上的光带中心点亚像素位置，对数字图像上每一行像素点执行以上步骤即可计算出每一行上的光带中心点位置，从而得到数字图像的光带中心位置。
[0036]如图4所示，以O’点为原点，建立三维坐标系，B点为激光发射模块I和辅助信息感知模块3所在位置，A点为光条纹成像模块2所在位置，O点为观测平台的中心位置，即AB的中点，C点为近岸海面上矩形激光条纹反射点位置，以C点所在的高度作平面CDEF平行于海平面C，D，E，F，，00，垂直于平面⑶EF，H为观测平台中心位置距离海平面的高度，即00，的长度，b为激光发射模块I与光条纹成像模块2之间的距离，Y，a表示辅助感知信息模块3获得的观测平台的俯仰角和横滚角，δ为C点处入射光线与反射光线在ABC平面上的夹角，BE丄平面CDEF，且ED Il CF, CD丄平面BED，CF丄平面BEF，AB丄平面BCF，于是令:
【权利要求】
1.一种便携式近岸海浪观测系统，其特征在于:包括安装在观测平台上的激光发射模块、激光光条纹成像模块、辅助信息感知模块、海浪要素信息提取模块和电源模块，所述激光发射模块与海浪要素信息提取模块相连，用于接收海浪要素信息提取模块发送的功率控制信号，并向近岸海面发射矩形激光条纹，所述激光光条纹成像模块与海浪要素信息提取模块相连，用于接收海浪要素信息提取模块发送的焦距控制信号，并采集近岸海面反射的矩形激光条纹，同时将采集的矩形激光条纹以数字图像方式发送给海浪要素信息提取模块，所述辅助信息感知模块与海浪要素信息提取模块相连，用于采集真北方位角以及观测平台的俯仰角和横滚角信息，并将采集的信息发送给海浪要素信息提取模块，所述海浪要素信息提取模块根据接收的信息向激光发射模块和激光光条纹成像模块发送功率控制信号和焦距控制信号，并提取激光光条纹成像模块发送的数字图像的中心位置信息，再结合观测平台距离海平面的高度、激光发射模块与激光光条纹成像模块之间的距离、激光发射模块与激光光条纹成像模块之间的夹角、观测平台的俯仰角和横滚角信息、激光光条纹成像模块内部成像的像距以及真北方位角计算出反射点海浪的高度和方向要素，所述电源模块分别为激光发射模块、激光光条纹成像模块、辅助信息感知模块和海浪要素信息提取模块提供电源。
2.根据权利要求1所述的便携式近岸海浪观测系统，其特征在于:所述激光发射模块包括依次串联的激光器、激光发射电路、恒温控制电路和功率可调控制器，所述激光器用于向近岸海面发射矩形激光条纹，所述激光发射电路用于驱动激光器，所述恒温控制电路用于控制激光器的温度，所述功率可调控制器与海浪要素信息提取模块相连，用于接收海浪要素信息提取模块发送的功率控制信号，并为恒温控制电路提供可控功率源。
3.根据权利要求1所述的便携式近岸海浪观测系统，其特征在于:所述辅助信息感知模块包括三维电子罗盘，所述三维电子罗盘用于采集真北方位角以及观测平台的俯仰角和横滚角信息。
4.根据权利要求3所述的便携式近岸海浪观测系统，其特征在于:所述辅助信息感知模块还包括测距仪、GPS定位模块和集线器，所述测距仪用于采集观测平台与岸边的距离，所述GPS定位模块用于采集观测平台的坐标信息，所述集线器分别与三维电子罗盘、测距仪和GPS定位模块相连，用于将接收的信息发送给海浪要素信息提取模块。
5.根据权利要求1所述的便携式近岸海浪观测系统，其特征在于:所述激光光条纹成像模块包括窄带滤波模块、可调焦距镜头和CXD感光元件，反射的矩形激光条纹依次经过窄带滤波模块和可调焦距镜头后再由CCD感光元件感知获取，所述窄带滤波模块用于对反射的矩形激光条纹进行滤波，所述可调焦距镜头用于接收海浪要素信息提取模块发送的焦距控制信号，调节镜头的焦距，使反射的矩形激光条纹被CCD感光元件感知，所述CCD感光元件与海浪要素信息提取模块相连，用于感知获取矩形激光条纹图像信息，并将该图像信息以数字图像方式发送给海浪要素信息提取模块。
6.根据权利要求1所述的便携式近岸海浪观测系统，其特征在于:所述海浪要素信息提取模块包括主控制器、光条纹图像预处理模块、光条纹图像实时显示模块、光条纹中心提取模块、海浪要素反演模块和海浪要素显示模块，所述主控制器分别与激光发射模块和光条纹成像模块相连，用于发送功率控制信号和焦距控制信号，所述光条纹图像预处理模块与光条纹成像模块相连，用于接收光条纹成像模块采集的数字图像，并对该数字图像做非线性二维中值滤波的预处理，所述光条纹图像实时显示模块与光条纹图像预处理模块相连，用于实时显示预处理后的数字图像，所述光条纹中心提取模块与光条纹图像预处理模块相连，用于提取预处理后的数字图像的中心位置信息，所述海浪要素信息反演模块与辅助信息感知模块相连，用于综合观测平台距离海平面的高度、激光发射模块与激光光条纹成像模块之间的距离、激光发射模块与激光光条纹成像模块之间的夹角、观测平台的俯仰角和横滚角信息、激光光条纹成像模块内部成像的像距以及真北方位角计算出反射点海浪的高度和方向要素，所述海浪要素显示模块与海浪要素信息反演模块相连，用于显示海浪要素信息反演模块计算出的海浪高度和方向要素。
7.根据权利要求1所述的便携式近岸海浪观测系统，其特征在于:所述电源模块包括防反接模块、实时监测模块和电源，所述防反接模块分别与激光发送模块、辅助信息感知模块、光条纹成像模块和海浪要素信息提取模块相连，用于防止因为正负极接反而造成与之相连的模块损坏，所述实时监测模块串联在防反接模块与电源之间，用于实时监测电源电压。
8.一种用于权利要求1所述的便携式近岸海浪观测系统的方法，其特征在于:包括如下步骤: 步骤1，由海浪要素信息提取模块向激光发射模块发送功率控制信号，再由激光发射模块根据接收的功率控制信号向近岸海面发射矩形激光条纹，同时辅助信息感知模块采集真北方位角以及观测平台的俯仰角和横滚角信息，并将采集的信息发送给海浪要素信息提取模块； 步骤2，由海浪要素信息提取模块向激光光条纹成像模块发送焦距控制信号，再由激光光条纹成像模块采集近岸海面反射的矩形激光条纹，同时将采集的矩形激光条纹以数字图像方式发送给海浪要素 信息提取模块； 步骤3，由海浪要素信息提取模块提取激光光条纹成像模块发送的数字图像的中心位置信息，再结合观测平台距离海平面的高度、激光发射模块与激光光条纹成像模块之间的距离、激光发射模块与激光光条纹成像模块之间的夹角、观测平台的俯仰角和横滚角信息、激光光条纹成像模块内部成像的像距以及真北方位角计算出反射点海浪的高度和方向要素。
【文档编号】G01S17/88GK103808311SQ201410020638
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】陈希, 李妍, 毛科峰, 王骥鹏, 萧中乐, 戴文灏, 李振峰 申请人:中国人民解放军理工大学气象海洋学院