一种基于月赤纬高度角的回归潮平均高高潮位的计算方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于海洋测绘海岸线测量技术领域，尤其是一种基于月赤炜高度角的回归 潮平均高高潮位的计算方法。
【背景技术】
[0002] 在海洋海岛礁地形测绘中，海岸线是海岛面积量算的基本依据，也是测制海岛地 形图的重要要素。现有GB/T7929-1995《地形图图式》、GB12319-1998《中国海图图式》及 GB12327-1998《海道测量规范》等国家标准规定，海岸线是指平均大潮高潮的痕迹所形成的 水陆分界线。对于半日潮特征海域，潮汐高低潮时刻取决于月相（朔、望）极值时刻，已有 海岸线定义是没有问题的。对于日潮特征海域，潮汐高低潮时刻则主要取决于月赤炜极值 时刻，平均高潮位不能描述日潮特征海域的高潮位，现有海岸线定义在日潮特征海域是无 实际意义的。
[0003] 对于日潮特征海域，如何给出海岸线新定义，在此基础上如何实现计算，是海洋海 岛礁地形测绘中海岸线高度测量面临的新问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于弥补现有技术的不足之处，提供一种设计合理、精度高且方法 简单的基于月赤炜高度角的回归潮平均高高潮位的计算方法。
[0005] 本发明的目的是通过以下技术手段实现的：
[0006] -种基于月赤炜高度角的回归潮平均高高潮位的计算方法，包括以下步骤：
[0007] 步骤1、以一个回归月为计算单位，从潮汐数据开始时刻起算，逐时精确计算一个 完整潮汐运动周期的逐时月赤炜高度角值；
[0008] 步骤2、根据日潮特征海域的两个分潮迟角计算日潮龄值；
[0009] 步骤3、将步骤1得到的月赤炜高度角值作时间尺度因子为步骤2得到的日潮龄值 的平移，得到顾及日潮龄值的月赤炜高度角值；
[0010] 步骤4、将潮汐预报时间间隔为一小时、预报周期为一个完整潮汐运动周期的逐时 潮汐预报值与步骤3得到的经时间平移后的月赤炜高度角值作精密配准，以一个回归月为 单位统计计算多组回归潮高高潮位，最后计算回归潮平均高高潮位。
[0011] 而且，所述一个回归月为27. 32158天，所述一个完整潮汐运动周期为18. 61年。
[0012] 而且，所述步骤1计算一个完整潮汐运动周期的逐时月赤炜高度角值是通过月球 在白道上的逐时真经度和逐时白赤交角精密计算得到的，具体计算公式为：
[0014]
[0015] 式中：δΜ表示月赤炜高度角值，1M为从T'起算的月球在白道上的逐时真经度， I表示白赤交角；s为从Τ'起算的月球平均经度，h为从Τ起算的太阳平均经度，ρ为从T'起算的月球近地点平均经度，ps为从T起算的太阳近地点平均经度，N为从T起算的 月球升交点平均经度；T为春分点、?Τ为辅助春分点，〇M为月球在白道上从A点起算的 平均经度，A为白赤交点；eM为月球轨道偏心率，其取值为0. 054900，m是太阳与月球运行速 度的比值，其取值为〇. 074804。
[0016] 而且，所述步骤2计算日潮龄值的方法为：
[0017] -'
[0018] 式中：?、私分别表示。(^分潮迟角，t为日潮龄值。
[0019] 而且，所述步骤4逐时潮汐预报值的计算方法为：
[0020]
[0021] 式中：h(t)为从当地平均海面起算的任意时刻t潮汐预报值，私和gi表示分潮振 幅和迟角，f^PUl分别表示分潮交点因数和交点改正角，σi表示分潮角速率，^表示分潮 天文初位相，m为13。
[0022] 本发明的优点和积极效果是：
[0023] 本发明通过理论分析和试验验证证明，揭示了日潮特征海域月赤炜高度角极值与 回归潮高高潮位的强相关性，实现了日潮特征海域基于月赤炜高度角的回归潮平均高高潮 位计算功能，弥补了已有海岸线定义不适用于日潮特征海域的缺陷，拓展了海岸线定义的 内涵，适用于日潮特征海域进行的海岸线高度测量，为海洋海岛礁地形测绘日潮特征海域 的海岸线如何定义及海岸线高度如何计算提出新的解决方案。
【附图说明】
[0024] 图1是本发明的处理流程图；
[0025] 图2是月球赤炜等相关天文变量的示意图；
[0026] 图3是TideGauge验潮站部分时段的潮汐预报值与月赤炜值之间的关系图。
【具体实施方式】
[0027] 以下结合附图对本发明实施例做进一步详述：
[0028] 本发明是在日潮特征海域，将海岸线定义为回归潮平均高高潮位。本发明的计算 方法包括如下一些内容：18. 61年一个完整潮汐运动周期的逐时月赤炜高度角计算；日潮 龄值计算；基于多个潮汐分潮调和常数作18. 61年的逐时潮汐预报；顾及日潮龄值对月赤 炜高度角与回归潮高高潮位作精密配准；回归潮高高潮位的统计及回归潮平均高高潮位的 计算。
[0029] -种基于月赤炜高度角的回归潮平均高高潮位的计算方法，如图1所示，包括以 下步骤：
[0030] 步骤1、以一个回归月即27. 32158天为一个计算单位，从潮汐数据开始时刻起算， 逐时精确计算以18. 61年为一个完整潮汐运动周期的逐时月赤炜高度角值。
[0031] 在本步骤中，逐时月赤炜高度角值是通过月球在白道上的逐时真经度和逐时白赤 交角精密计算得到的，具体计算方法如下：
[0032] 图2给出了月赤韩等相关天文变量关系，其中A表不白赤交点，I表不白赤交角， MMc弧段表示月赤炜，这里用SM表示月赤炜高度角值，T为春分点、T'为辅助春分点，ω 表示黄赤交角，数值为23. 452°，i表示黄白交角，数值为5.145°。
[0033] 在计算月赤炜高度角值δM时，需用以下数个基本天文变量：s为从T'起算的月 球平均经度，h为从T起算的太阳平均经度，p为从Τ'起算的月球近地点平均经度，^为 从Τ起算的太阳近地点平均经度，Ν为从Τ起算的月球升交点平均经度，上述基本天文变 量的计算公式如下：
[0034]
[0035]
[0036]
[0037]
[0038]
[0039] 其中η为Υ年1月1日开始累积的日期序数（这里1月1日的η值为零），m为 1900至Y年的累积闰年数，t为观测时刻。
[0040] 从图 2 中ΔΑΜΜ。知，
[0041 ]
[0042] 其中1M为从T'起算的月球在白道上的真经度。
[0043] 在ΔΤΩA中依球面三角形余弦定理得，
[0044] cos(180。-I) =-cosω·cosi+sinω·sini·cosN (7)
[0045] 进一步依球面三角形正弦定理得，
[0046] sinv=sinN·sini/sinl (8)
[0047] 其中v=TA，由于
[0048] sinAQ=sinN·sinto/sinl (9)
[0049]