恭喜大连理工大学陈福庆获国家专利权
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龙图腾网恭喜大连理工大学申请的专利一种基于克里金插值的潮汐预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115204073B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210924597.3,技术领域涉及:G06F30/28;该发明授权一种基于克里金插值的潮汐预测方法是由陈福庆;余向军;秦攀设计研发完成,并于2022-08-02向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于克里金插值的潮汐预测方法在说明书摘要公布了:本发明属于空间插值技术领域,涉及一种基于克里金插值算法的潮汐预测方法。对经过预处理后的已知验潮站的历史潮高数据进行调和分析,求得各个验潮站的潮汐特征信息。计算各个验潮站之间的距离,对验潮站的调和常数的半方差函数和距离关系进行函数拟合,然后确定调和常数的半方差函数。将半方差函数作为权重对要预测的位置进行插值计算,确定其调和常数,然后根据潮汐调和预报方法预测任意时间的潮高信息,最后通过实验证明,本发明提出了一种可行的空间插值潮汐预测方法。
本发明授权一种基于克里金插值的潮汐预测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于克里金插值的潮汐预测方法,以过去至少24小时的多个验潮站历史潮高数据和经纬度作为克里金插值模型的输入,预测待求位置任意时间潮高值作为输出,其特征在于,具体步骤如下:1对于验潮站提供的潮高数据,进行数据预处理,对数据缺失或异常,即值为Nan的情况,采用数据均值进行插值填补数据,提取验潮站经纬度信息;2对预处理后的潮高数据进行调和分析,其中潮位表达式为: 式中,ht为时间t的潮高值;S0为观测期间的平均海平面;J为分潮数;σj为分潮角速率;Vj是分潮初相角;fj为交点因子、uj为天文相角的交点订正角,二者表示月球轨道18.61年变化引起的对平均振幅和相角的订正值;Hj、gj合称为潮汐分潮的调和常数,它们反映了海洋对这一频率外力的响应;使用R.Pawlowicz的调和分析工具包T_TIDE计算潮汐分潮的调和常数Hj和gj;3对计算得到的验潮站的潮汐分潮的调和常数进行克里金插值,求解待求点调和常数;克里金插值算法的表达式为: 式中,是点x0,y0处的估计值,即z0=zx0,y0;λi是权重系数;zi是有观测数据处的属性值;用空间上所有已知点的数据加权求和来估计未知点的值,其权重系数是能满足点x0,y0处的估计值与真实值z0的差最小的系数,即同时满足无偏估计的条件假设空间属性z是均一的,对于空间任意一点x,y,都有同样的期望c与方差σ2;即对任意点x,y都有E[zx,y]=E[z]=c,Var[zx,y]=σ2,选择普通克里金插值方法;克里金插值是根据样本点来确定研究对象随空间位置而变化的规律,以此去推算未知点的属性值;这个规律就是半方差函数,定义半方差函数为: 其中,任意两点的协方差为Cij=Covzi,zj,所以求解普通克里金插值算法权重系数的表达式为: 半方差函数表达了属性的相似度,空间的相似度用距离来表达,定义zixi,yi与zjxj,yj之间的几何距离克里金插值假设rij与dij存在着函数关系;为了确认这种关系,需要先对观测数据集{zx1,y1,zx2,y2,…,zxn-1,yn-1,zxn,yn}计算任意两个点的距离dij和半方差函数rij,得到n2个dij,rij的数据对,拟合出半方差函数;4通过步骤3克里金插值算法计算后确定待求点的潮汐分潮的调和常数,然后再通过潮汐调和预报方法即预测待求位置任意时间潮高值。
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