具体技术细节
[0006] 本发明的目的在于提供一种波浪测量方法，以实现简单、快速且准确地测量波浪。
[0007] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0008] 一种波浪测量方法，其采用波浪测量装置，该波浪测量装置包括雷达水位计、井筒和浮子滑块，所述浮子滑块设置在井筒内，浮子滑块能跟随水位升降；所述雷达水位计安装在井筒的顶端；
[0009] 该方法包括以下步骤：
[0010] a、在测量位置安装波浪测量装置，井筒竖向布置，井筒的下部处于海水中；
[0011] b、打开波浪测量装置中的雷达水位计；
[0012] c、测量波浪垂直方向速度为0时的水位高度和时间；
[0013] d、记录符合步骤c中条件的相邻三组数据；
[0014] e、计算波浪周期和波浪高度。
[0015] 上述步骤c中：水位高度的计算公式如下： ；
[0016] 式中， 为实际水位高度， 为雷达水位计测量的水位高度， 为浮子滑块上表面与水面的高度差值。
[0017] 上述步骤d中：数据包括波浪垂直方向速度为0时相邻的三个时间 、 和 ，以及在 、 和 时刻的实际水位高度 、 和 ；
[0018] 根据多普勒原理，雷达波遇到径向运动目标时回波会发生频率偏移，因此得公式如下：
[0019] （1）
[0020] （2）
[0021] 式（1）和式（2）中， 为雷达波的初始频率， 为雷达波的回波频率， 为雷达波的频率变化值，V为波浪的垂直速度，C为雷达水位计的电磁波传波速度；
[0022] 根据上述公式推导，得公式如下：
[0023] （3）
[0024] 进而获取波浪在垂直方向上的速度 ；
[0025] 当波浪垂直方向上的速度 时，波浪处于波峰或者波谷，则 为两个临近的波峰或者波谷出现的时间差，即波浪周期的计算公式为：
[0026] （4）
[0027] 式（4）中，为波浪周期， 与 为相邻两个波峰或者波谷出现的时间； 为 与时刻之间出现波谷或者波峰的时间；
[0028] 波浪高度的计算公式如下：
[0029] （5）
[0030] 式中， 为波浪的高度， 为 时刻的水位高度， 为 时刻的水位高度； 为时刻的水位高度。
[0031] 优选的，所述浮子滑块为圆柱形。
[0032] 优选的，所述浮子滑块的直径为井筒内径的0.8～0.9倍。
[0033] 优选的，所述浮子滑块的上表面与水面保持平行。
[0034] 优选的，所述井筒的侧壁开设若干个内外贯通的进出水孔。
[0035] 优选的，所述进出水孔为方形或长条形。
[0036] 优选的，所述波浪测量装置在海上平台上使用。
[0037] 本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0038] 本发明波浪测量方法依据多普勒原理，配合采用雷达式水位计，利用雷达波遇到径向运动目标时回波会发生频率偏移的特性，通过测量波浪垂直方向速度为0时的水位高度和时间相邻多组数据，实现了简单、快速且准确地测量波浪。同时，本发明所采用的波浪测量装置，通过在井筒中设置浮子滑块，浮子滑块可随水位升降，且浮子滑块的上表面一直保持与水面平行，从而减少了浪花和气泡对雷达回波的干扰，提高了测量数据的准确性。
[0039] 本发明所采用的波浪测量装置设计结构简单、安装便捷，且测量不受天气等自然因素影响。同时，本发明只需要测量时间和水位高度两个数据，数据处理过程简单，极大地减少了波浪测量的成本。
法律保护范围
涉及权利要求数量9：其中独权1项，从权-1项
1.一种波浪测量方法，其特征在于：采用波浪测量装置，该波浪测量装置包括雷达水位计、井筒和浮子滑块，所述浮子滑块设置在井筒内，浮子滑块能跟随水位升降；所述雷达水位计安装在井筒的顶端；
该方法包括以下步骤：
a、在测量位置安装波浪测量装置，井筒竖向布置，井筒的下部处于海水中；
b、打开波浪测量装置中的雷达水位计；
c、测量波浪垂直方向速度为0时的水位高度和时间；
d、记录符合步骤c中条件的相邻三组数据；
e、计算波浪周期和波浪高度。
2.根据权利要求1所述的一种波浪测量方法，其特征在于，步骤c中：水位高度的计算公式如下： ；
式中， 为实际水位高度， 为雷达水位计测量的水位高度， 为浮子滑块上表面与水面的高度差值。
3.根据权利要求1所述的一种波浪测量方法，其特征在于，步骤d中：相邻三组数据包括波浪垂直方向速度为0时相邻的三个时刻 、 和 ，以及在 、 和 时刻的实际水位高度 、 和 ；
根据多普勒原理，雷达波遇到径向运动目标时回波会发生频率偏移，因此得公式如下：
（1）
（2）
式（1）和式（2）中， 为雷达波的初始频率， 为雷达波的回波频率， 为雷达波的频率变化值， V为波浪的垂直速度， C为雷达水位计的电磁波传波速度；
根据上述公式推导，得公式如下：
（3）
进而获取波浪在垂直方向上的速度 ；
当波浪垂直方向上的速度 时，波浪处于波峰或者波谷，则 为两个临近的波峰或者波谷出现的时间差，即波浪周期的计算公式为：
（4）
式（4）中，为波浪周期， 与 为相邻两个波峰或者波谷出现的时间； 为 与 时刻之间出现波谷或者波峰的时间；
波浪高度的计算公式如下：
（5）
式中， 为波浪的高度， 为 时刻的水位高度， 为 时刻的水位高度； 为 时刻的水位高度。
4.根据权利要求1所述的一种波浪测量方法，其特征在于，所述浮子滑块为圆柱形。
5.根据权利要求4所述的一种波浪测量方法，其特征在于，所述浮子滑块的直径为井筒内径的0.8～0.9倍。
6.根据权利要求4所述的一种波浪测量方法，其特征在于，所述浮子滑块的上表面与水面保持平行。
7.根据权利要求1所述的一种波浪测量方法，其特征在于，所述井筒的侧壁开设若干个内外贯通的进出水孔。
8.根据权利要求7所述的一种波浪测量方法，其特征在于，所述进出水孔为方形或长条形。
9.根据权利要求1所述的一种波浪测量方法，其特征在于，所述波浪测量装置在海上平台上使用。
