提取沿轨区域斑点噪声谱的方法、装置、设备和存储介质与流程

本技术涉及提取斑点噪声谱的领域，具体而言，涉及提取沿轨区域斑点噪声谱的方法、装置、设备和存储介质。

背景技术：

1、目前，研究海洋的诸多动力过程都需要精确把握海浪信息。海浪具有随机性，可以将其看成随机过程，目前描述海浪最有效的方式是海浪方向谱，它定义为海浪能量相对于频率和方向的分布。海浪方向谱不仅表征了海浪能量随各方向的分布情况，还可以用于计算各种海浪参数，如有效波高，主波向等。因此，获取精确的沿轨区域斑点噪声谱样本是海浪研究的关键任务之一。已有经验法直接用沿轨地区波动谱样本代表沿轨区域斑点噪声谱样本。

2、上述基方法存在很大的局限性，波动谱中往往包含海浪调制谱，尤其当海况较大或沿轨区域位于浪向附近时，海浪调制谱较大，导致后续获取的斑点噪声谱不准确。

3、因此，如何提高提取沿轨区域的斑点噪声谱的准确性，是一个需要解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术实施例的目的在于提供一种提取沿轨区域斑点噪声谱的方法，通过本技术的实施例的技术方案可以达到提高提取沿轨区域的斑点噪声谱的准确性的效果。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种提取沿轨区域斑点噪声谱的方法，包括，当沿轨方向与海浪传播方向垂直时，通过非沿轨区域斑点噪声谱，确定沿轨区域和非沿轨区域的边界斑点噪声谱；通过边界斑点噪声谱，确定对应相对观测角下沿轨区域的海浪调制谱；通过沿轨区域的海浪调制谱，确定各相对观测角下沿轨区域的斑点噪声谱；在同一海面条件下，通过各相对观测角下沿轨区域的斑点噪声谱，确定目标沿轨区域目标观测角度下的斑点噪声谱，其中，海面条件包括海面风速和海浪有效波高。

3、本技术在上述实施例中，通过非沿轨区域斑点噪声谱可以确定非延轨区域和沿轨区域边界的斑点噪声谱，进而得到非延轨区域和沿轨区域边界的海浪调制谱，在侧浪向可以确定相对观测角下沿轨区域的斑点噪声谱，即目标沿轨区域相对观测角下的斑点噪声谱，通过上述方法可以去除海浪波动谱中的海浪调制谱，进而得到准确的斑点噪声谱，达到提高提取沿轨区域的斑点噪声谱的准确性的效果。

4、在一些实施例中，在同一海面条件下，所述目标观测角度下所述沿轨区域的斑点噪声谱和所述目标沿轨区域的斑点噪声谱相同。

5、在沿轨方向和海浪传播方向垂直的情况下，沿轨区域上的海浪调制谱不变；

6、非沿轨区域斑点噪声谱和边界斑点噪声谱相同。

7、本技术实施例在上述过程中，通过上述条件不变原则，可以在沿轨方向和海浪传播方向垂直的情况下可以通过沿轨区域和非延轨区域的边界海浪调制谱准确地确定沿轨区域的海浪调制谱。

8、在一些实施例中，在沿轨方向和海浪传播方向垂直时，通过非沿轨区域斑点噪声谱，确定沿轨区域和非沿轨区域的边界斑点噪声谱之前，还包括：

9、在单一海浪成分的海况下，选取在预设海面条件和预设浪向角范围限制下的海浪波动谱样本作为非沿轨区域斑点噪声谱。

10、本技术实施例在上述过程中，可以在预设海面条件和预设浪向角范围限制下测量海浪波动谱样本作为非沿轨区域斑点噪声谱。

11、在一些实施例中，通过边界斑点噪声谱，确定对应相对观测角度下沿轨区域的海浪调制谱，包括：

12、通过边界斑点噪声谱，确定沿轨区域和非沿轨区域的边界海浪调制谱；

13、通过边界海浪调制谱，确定沿轨区域的海浪调制谱。

14、本技术实施例在上述过程中，当沿轨方向与海浪传播方向垂直时，通过沿轨区域海浪调制谱不变原则，可以准确确定整个沿轨区域的海浪调制谱。

15、在一些实施例中，通过沿轨区域的海浪调制谱，确定各相对观测角度下沿轨区域的斑点噪声谱，包括：

16、获取对应相对观测角度下沿轨区域的海浪波动谱；

17、将沿轨区域的海浪波动谱中的沿轨区域的海浪调制谱去除，得到沿轨区域的斑点噪声谱。

18、本技术实施例在上述过程中，可以将获取到的海浪波动谱中的海浪调制谱去除，可以准确的得到沿轨区域的斑点噪声谱。

19、在一些实施例中，各相对观测角下沿轨区域的斑点噪声谱是通过如下公式获取的：

20、

21、

22、

23、

24、

25、

26、其中，k表示波数，表示用于划分所述沿轨区域和所述非沿轨区域的相对观测角，表示所述各相对观测角下任一观测角，表示相对观测角为时的所述边界斑点噪声谱，表示所述非沿轨区域斑点噪声谱，表示相对观测角为时所述沿轨区域和所述非沿轨区域的边界海浪波动谱，表示相对观测角为时所述沿轨区域和所述非沿轨区域的边界海浪调制谱，表示相对观测角为时所述沿轨区域的海浪调制谱，表示相对观测角为时所述沿轨区域的海浪波动谱，表示相对观测角为时所述沿轨区域的海浪调制谱，pir(k)表示海浪冲激响应谱，表示相对观测角为时所述沿轨区域的斑点噪声谱。

27、本技术实施例在上述过程中，通过上述算法，可以准确的计算出沿轨区域的斑点噪声谱，进而可以准确的确定相对观测角不变的情况下目标沿轨区域的斑点噪声谱。

28、第二方面，本技术实施例提供了一种提取沿轨区域斑点噪声谱的装置，包括：

29、第一确定模块，用于当沿轨方向与海浪传播方向垂直时，通过非沿轨区域斑点噪声谱，确定沿轨区域和非沿轨区域的边界斑点噪声谱；

30、第二确定模块，用于通过边界斑点噪声谱，确定对应相对观测角下沿轨区域的海浪调制谱；

31、第三确定模块，用于通过沿轨区域的海浪调制谱，确定各相对观测角下沿轨区域的斑点噪声谱；

32、第四确定模块，用于在同一海面条件下，通过各相对观测角下沿轨区域的斑点噪声谱，确定目标沿轨区域目标观测角度下的斑点噪声谱，其中，海面条件包括海面风速和海浪有效波高。

33、可选的，在同一海面条件下，目标观测角度下沿轨区域的斑点噪声谱和目标沿轨区域的斑点噪声谱相同；

34、在沿轨方向和海浪传播方向垂直的情况下，沿轨区域上的海浪调制谱不变；

35、非沿轨区域斑点噪声谱和边界斑点噪声谱相同。

36、可选的，所述装置还包括：

37、筛选模块，用于所述第一确定模块在当沿轨方向与海浪传播方向垂直时，通过非沿轨区域斑点噪声谱，确定沿轨区域和非沿轨区域的边界斑点噪声谱之前，在单一海浪成分的海况下，选取在预设海面条件和预设浪向角范围限制下的海浪波动谱样本作为非沿轨区域斑点噪声谱。

38、可选的，第二确定模块具体用于：

39、通过边界斑点噪声谱，确定沿轨区域和非沿轨区域的边界海浪调制谱；

40、通过边界海浪调制谱，确定沿轨区域的海浪调制谱。

41、可选的，第三确定模块具体用于：

42、获取相对观测角下沿轨区域的海浪波动谱；

43、将沿轨区域的海浪波动谱中的沿轨区域的海浪调制谱去除，得到沿轨区域的斑点噪声谱。

44、可选的，各相对观测角下沿轨区域的斑点噪声谱是通过如下公式获取的：

45、

46、

47、

48、

49、

50、

51、其中，k表示波数，表示用于划分所述沿轨区域和所述非沿轨区域的相对观测角，表示所述各相对观测角下任一观测角，表示相对观测角为时的所述边界斑点噪声谱，表示所述非沿轨区域斑点噪声谱，表示相对观测角为时所述沿轨区域和所述非沿轨区域的边界海浪波动谱，表示相对观测角为时所述沿轨区域和所述非沿轨区域的边界海浪调制谱，表示相对观测角为时所述沿轨区域的海浪调制谱，表示相对观测角为时所述沿轨区域的海浪波动谱，表示相对观测角为时所述沿轨区域的海浪调制谱，pir(k)表示海浪冲激响应谱，表示相对观测角为时所述沿轨区域的斑点噪声谱。

52、第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

53、第四方面，本技术实施例提供一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时运行如上述第一方面提供的所述方法中的步骤。

54、本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术实施例了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。