Разработка и исследование метода измерений параметров трехмерного морского волнения волномерным буем в условиях недостатка измерительной информации и значительных погрешностей датчиков

Исчерпывающую информацию о пространственном спектре морского волнения, его статистических характеристиках и направлении бега волн может дать только волномерный буй (ВБ) для измерения параметров двухмерного спектра волнения. Для своей работы эти приборы используют пространственную модель волнения, разработанную А.А.Свешниковым и М.Лонге-Хиггинсом, представляющую собой математический ряд, коэффициенты которого зависят от ординат возвышений, углов волнового склона и пространственной кривизны поверхности моря. Как правило, все ВБ используют для работы только информацию об углах волнового склона и ординатах возвышений. Это связано со сложностью измерения пространственной кривизны поверхности. Такие измерения часто приводят к значительным погрешностям в построении графика спектральной плотности и даже к искажению физической картины. .Предлагаемые исследования направлены на получение недостающей информации с помощью измерений, получаемых от одного традиционного ВБ, алгоритм работы которого использует информацию о скорости движения волн, их длине и другую априорную информацию. Эта информация может быть использована для восстановления пространственной кривизны морской поверхности. Такой подход не противоречит общей теории поверхностных гравитационных волн, однако должен быть проработан как теоретически, так и экспериментально. Второе направление работ связано с использованием микромеханических инерциальных датчиков (гироскопов и акселерометров) для работы в составе ВБ. В связи с тем, что эти преобразователи имеют значительные погрешности, необходимо исследовать их влияние на точность измерения спектральных характеристик волнения. Третье направление работ связано с учетом спектральных характеристик волнения при определении его статистических параметров. Известно, что статистические и спектральные характеристики волнения связаны между собой однозначными соотношениями при условии установившегося волнения, имеющего свойства стационарного случайного эргодического процесса. При этом высоты волн должны быть подчинены закону Рэлея. В случае затухающего или развивающегося волнения наибольшую точность измерений дает статистический метод расчета, однако ему свойственны свои погрешности. Подход к оценке статистических характеристик волнения с учетом его спектрального состава позволит уменьшить эти методические погрешности измерений параметров волнения.