JPH02223816A - 複合機能型波高計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、海面の波高を測定する波高計に関し、特に、
強風により、高波が来襲し砕波等により海面が荒れるよ
うな場合にも欠落することなく波形データが得られる波
高計に関する。

（従来の技術） 海の波、すなわち海面の変動を測定する波高計としては
、たとえば超音波式波高計や水圧式波高計がある。この
うち、超音波式波高計は、海中または海底に設置された
測定用センサである超音波送受波器から海面に向けて発
射された超音波パルスが海面と空気との境界層で反射し
、再び海中の送受波器に戻ってくるまでの所要時間を計
測することによって海面位置を捉えるという原理を用い
ており、この動作を短時間間隔で繰り返し行うことによ
り時々刻々変動する海面の連続波形を得るものである。

一方、水圧式波高計は海面の波によって生じる海中の圧
力変動を海中または海底に設置した水圧計測センサによ
って測定、記録するものであり、得られた圧力変動記録
を統計処理することによって海面波に相当する波浪諸元
を得るものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、超音波式波高計は、超音波パルスの水中
伝搬を利用した測定であるため伝搬経路上の媒質の状態
によっては超音波パルスが散乱、吸収作用を受けて減衰
し、海中送受波器が海面からの反射音を捉えられなくな
り、測定波形に欠落を生じることがある。特に、高波が
来襲するような状況下では砕波、強風などの影響により
海面が乱れることによって、海中にかなりの量の気泡が
混入するようになり、その影響を受けて海面反射パルス
が連続的に欠落し、正しい海面波形記録を得ることがで
きなくなる。このような超音波式波高計の持つ欠点を改
善する方法として、比較的短時間の測定信号の欠落によ
って波形記録上に発生するスパイク状ノイズを自動判別
して検出、除去する機能を持ったデータ演算装置が開発
されている。しかし、海面の擾乱が激しいときに生じる
連続的な海面反射パルスの欠落については、この方法で
は対処できない。

一方、水圧式波高計は海面の擾乱が激しい時でも超音波
式波高計のように記録波形に異常を生じることはないけ
れども、水中圧力の伝達過程での減衰が大きく、それが
波の周期と水深に依存し、周期が短く水深が大きい程減
衰量が大きいこと、水圧波形記録から海面波に相当する
波浪諸元を求める換算手続きに問題があることなどの理
由から、一般に風波の観測に用いられることは少ない。

水圧波形記録から海面波の波浪諸元を求める手段として
、従来から用いられている方法は、連続した水圧波形を
その変動の平均値を基準のゼロ線として、波形が波の谷
側から時開に向かってゼロ線を横切る点から次に谷側か
ら時開に向かってゼロ線を横切る点までの区間を一個の
波とするゼロ・アップクロス法により１波１波の波に区
分し、各個別波について波高と周期を求める枝別解析を
行い、その結果をある波数について平均値処理すること
により、たとえば、−観測で得られたＮ個の個別波につ
いて波高の大きい順にＮ／３個の波を抽出し、それらの
波高および周期を平均して得られた水圧波の有精波高Ｐ
　１／３および有精波周期Ｔｐを求め、次の（１）式に
より海面波の有精波高を計算する方法である。この方法
は多数の成分波の合成として得られる現地不規則波をそ
の有精波高と有精波周期に相当する波高と周期を持つ単
一の正弦波として扱う、いわば便宜的な方法である。

Ｈ１／Ｓ　＝ｎｕ−Ｈ（ωｐ）・ＰＩ／Ｓ　　　　　　
　　　　　　　（１）ここに、Ｈｌ／３は海面波の有精
波高の推定値、ｎ１４は補正係数で従来は１．１〜１．
４の範囲で固定値が用いられている。また、Ｈ（ω、）
は水圧波の有精波周期Ｔ２に対応する応答関数であり、
微小振幅波理論に基づき次の（２）式で与えられる。

Ｈ（ω、）シ茄■ｔ「 ここに、ｈは測定位置の水深、ｄは海底面から測った水
圧センサの高さである。また、ｋｐは水圧波の有精波周
期Ｔ、に対応する波数であり、次の（３）式により与え
られる。

ωｐ　＝ｇｋ、ｔａｏｂ　ｋ、ｈ、（ωｐ＝１２π／Ｔ
ｐ）　　　　　　　　　（３）上記の方法で海面波の有
精波高を推定する場合、補正係数ｎ１４は、水圧波の有
精波周期を用いて応答関数Ｈ（（Ａｌ）　＝ｃｏｓｂｋ
ｈ／ｃｏｓｈｋｄ　を求めることによる誤差を補正する
働きを持つ、すなわち、水中圧力の海面波に対する応答
関数は周期が長くなるほど小さくなるという特性を持っ
ており、これに対して水圧波形の有精波周期は海面波形
の有精波周期よりも長い値を示す、このため応答関数は
実際よりも小さな値として得られ、これを乗じて推定し
た海面波の有精波高は一般に実際よりも小さな値となる
ためである。従って、所要の補正係数ｎＨは海面波形の
有精波周期Ｔ１７．と水圧波形の有精波周期Ｔ、の差異
の程度によって変化し、その結果として、その値は観測
地点の水深、水圧センサの設置高さ、来襲波の周期など
によって変化する。

このほか、来襲波の持つスペクトルの形状によっても大
きく変化することが解っており、ｎ、を適切に与えるに
は観測海域に出現する波のスペクトル特性が十分に解っ
ている必要があり、さらに観測を行う海域ごとにスペク
トル形状に応じて異なる補正係数を設定する必要がある
。

このように、従来の便宜的方法では補正係数が来襲波の
周波数スペクトル形により太き、く変動するため実用上
不都合であり、これを固定値で与える場合には誤った結
果を与えることになるという欠点が指摘される。

本発明の目的は、上述した従来の波高計の持つ欠点を解
決すべくなされたものであり、波による海面変動波形を
直接測定する超音波式波高計と。

波による海中の圧力変動を測定する水圧式波高計の２つ
の波高計の機能を一体化した複合機能を備えた波高計を
用いて、海面波形と水圧波形の同時観測記録を取得し、
超音波式波高計機能で測定した海面波形記録に異常が認
められた場合は海面波に対する水圧波の応動特性を表す
重み関数と水圧波形のたたみ込み積分により海面波形を
推定し、その推定波形を用いて所要の代表波高値を求め
ることにより、観測の欠落を防止することができる波高
計を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記の目的を達成するために第１図に示す如
き次の手段構成を有する。

即ち、本発明の複合機能型波高計は、海面水位の時間変
動（海面波形）データを測定する超音波式の海面変動測
定手段１と；　水圧の時間変動（水圧波形）データを測
定する水圧変動測定手段２と；　海面波形データを記憶
する海面波形メモリ５と；　水圧波形データを記憶する
水圧波形メモリ６と；　海面波形メモリからの海面波形
データが有効なデータとして用いることができるが否か
を判定するデータ有効性判定手段９と；　海面波形デー
タが有効であると判定されたなら、海面波形メモリから
の海面波形データから海面波形の代表波高値を算出する
海面波代表値算出手段１０と；　海面波形データが有効
であると判定されたなら、海面波形メモリと水圧波形メ
モリに記憶されているデータにもとづき海面波形に対す
る水圧波形の応動特性を表す重み関数を線形回帰式の回
帰係数として算出する線形回帰係数算出手段１２と；　
算出された回帰係数を記憶する回帰係数メモリ１１と；
　海面波形データが有効でないと判定されたなら水圧波
形メモリに記憶されている水圧波形データと回帰係数メ
モリに記憶されている回帰係数を用いて海面波形の推定
値を算出する海面波形推定手段１４と；　該推定値から
代表波高値を算出する推定波代表値算出手段１５と；　
を具備することを特徴とする複合機能型波高計である。

（作　用） 以下、上記手段構成を有する本発明複合機能型波高計の
作用を説明する。

ところで、海面の水位と海中の水圧は線形の関係を持っ
て変動するものと考えると、海面水位の時間変動即ち海
面波形η（１）は重み関数ｈ（τ）と水圧波形ｐ（ｔ）
を用いて次のたたみ込み積分で表すことができる。

ここに、 ｈ（τ）＝−１−ｊ“ ２、−Ｈ（（ＩＪ）ｅｘｐ（ｆωτ）ｄωω＝２ｙｒｆ
、ｆは波の周波数、τはｔａｍｅ　ｌａｇである。

波の微小振幅波理論によれば、応答間数Ｈ（ω）は偶関
数であり、またωの増加と共に急速に増加するけれども
、波高計を用いて実測した応答関数はωがある値を越え
ると若干は振動するもののほぼ一定値となっている。従
って（５）式の積分において、Ｈ（ω）が定数であれば
ｃｏｓωτの１周期を積分すると０となるので、（５）
式は近似的に次の（６）式のように書き直すことができ
る。

ここに、Ａは適当な積分範囲で′ある。

式（６）における積分範囲の上限値Ａをいくらにすれば
良いかは不明であるけれども、波形データを時間間隔Δ
ｔでサンプリングしたディジタル時系列データについて
みると、ｈ（τ）は特定のｔｉｍｅ　ｌａｇτ＝ｍΔｔ
に対して定数となるので、（４）式は次の線形回帰式の
形で表すことができる。

７７　（ｔ）＝Ｃｏｐ（ｔ）＋ΣＣ，［ｐ（ｔｍΔｔ）
−ｌ１ ＋ｐ（ｔ−ｍΔｔ）］　　　　　　　　　　　　　（７
）ζこに、Ｃ，（ｍ＝　０　、　１　、２　、　・・・
、　Ｍ　）は回帰係数であり、線形回帰式において各時
系列データの加重平均における重みを表す重み関数とも
呼ばれる。

以上のところから、海面波形と水圧波形の実測データが
得られれば（７）式を満たす回帰係数Ｃ１を得ることが
できる。

そこで本発明では、強風などによる海面の乱れがなく、
超音波式海面変動測定手段により正しいく即ち有効な）
海面波形データが得られているときに、そのデータから
海面波形の代表波高値を算出し出力する一方で、海面波
形データと同時に水圧変動測定手段によって測定されて
いる水圧波形データとから回帰係数Ｃ１を予め求めてお
き、ひとたび、強風などにより海面が荒れて超音波海面
変動測定手段では有効な海面波形データが測定できなく
なったときには、予め求めておいた回帰係数と現に測定
した水圧波形データとから（７）式により海面波形デー
タを計算しこれを推定海面波形データとして用いこれか
ら推定波高代表値を算出することにより、海面が荒れて
も欠落を生ずることなく代表波高値を出力することがで
きる。

以下、前記手段構成に沿って作用を述べる。

超音波式海面変動測定手段１は海面水位の時間変動即ち
海面波形データを測定し、そのデータは海面波形メモリ
５に記憶される。海面波形データの測定と同時に該測定
場所の所定深度水中における水圧の時間変動即ち水圧波
形データを水圧変動測定手段２により測定しそのデータ
は水圧波形メモリ６に記憶される。海面波形メモリ５に
記憶された海面波形データはデータ有効性判定手段９に
よって有効なデータとして用いることができるか否かの
判定を受ける。

海面波形データが有効であると判定されれば海面波代表
値算出手段１０がそのデータから海面波形の代表波高値
を算出する。

また、海面波形メモリ５に記憶されている海面波形デー
タと水圧波形メモリ６に記憶されている水圧波形データ
にもとづいて、線形回帰係数算出手段１２で海面波形に
対する水圧波形の応動特性を表す重み関数を線形回帰式
の回帰係数として算出する。算出された回帰係数は回帰
係数メモリ１１に記憶させておく、海面波形データの有
効な状態が続いている間は所定時間区間毎に新しい回帰
係数に書き替えていく。

ひとたび海面が荒れて海面波形データが有効でないと判
定されたならば、現に測定した水圧波形データと、有効
なときに予め算出して回帰係数メモリ１１に記憶させて
おいた最新の回帰係数を用いて海面波形推定手段１４で
海面波形の推定値を算出する。この算出値に基づいて、
推定波代表値算出手段１５で代表波高値を算出し出力す
る。

海面波形と水圧波形の間には（７）式に示すような関係
があり、この関係は時間が経過しても近接した時間であ
れば殆ど変化がないこと、水圧波形データは海面に擾乱
があっても測定データに異常が生じないことを利用して
、有効な海面波形データが得られている間に海面波形デ
ータと水圧波形データの関係を定める回帰係数を算出し
ておき、海面に擾乱を生じて有効な海面波形データが得
られないときには、現に測定した水圧波形データと計算
しておいた回帰係数を用いて海面波形を推定しており、
回帰係数が実際のデータに基づいて算出されている点お
よび時間的に近接した最新の回帰係数を用いている点で
非常に正確な海面波形の推定を行うことができ、海面状
況によって欠落を生ずることのない海面波形データの観
測を行うことができる。

（実　施　例） 以下、本発明の複合機能型波高計の実施例を図面を参照
して説明する。

第２図は本発明の複合機能型波高計の実施例の機能実現
手段による構成ブロック図である。その構成は、海面波
形を測定する超音波式海面変動測定手段１と、水圧波形
を測定する水圧変動測定手段２と、前記海面変動測定手
段１と水圧変動測定手段２の同時測定出力をディジタル
信号に変換するＡ／Ｄ変換器３および同４と、所定の観
測時間内において前記Ａ／Ｄ変換器３および同４を制御
し、ｉＡ／Ｄ変換器３および同４が一定のサンプリング
時間間隔で出力するディジタル信号を海面波形メモリ５
と水圧波形メモリ６に分けて格納するデータ収集手段７
と、前記海面波形メモリ５に記憶した海面波形データを
順次読み出し、該海面波形データが不正なノイズ成分を
含んでいるか否かを検査する海面波形データチエツク手
段８と、前記海面波°形データチエツク手段８の検査結
果をもとに該海面波形データが観測データとして使用可
能であるか否かを判定してその可、不可を出力するデー
タ有効性判定手段９と、前記データ有効性判定手段９の
判定結果が可の場合に前記海面波形メモリ５に格納され
ている海面波形データを読み出し、該海面波形の代表波
高値を算出する海面波代表値算出手段１０と、前記有効
性判定手段の判定が可の場合、前記海面波形メモリ５と
水圧波形メモリ６に格納されている海面波形データと水
圧波形データを読み出し、該２組の波形データを用いて
海面波形に対する水圧波形の応動特性を表す重み関数を
線形回帰式の回帰係数として求め、回帰係数メモリ１１
に格納する回帰係数算出手段１２と、前記データ有効性
判定手段９の判定結果が不可である場合に、前記水圧波
形メモリ６に格納されている水圧波形データと前記回帰
係数メモリ１１に格納されている線形回帰係数とを用い
て海面波形の推定値を算出し、該推定値を推定海面波形
データとして推定波形メモリ１３に格納する海面波形推
定手段１４と、前記推定波形メモリ１３に格納されてい
る推定海面波形データを読み出し、該推定海面波形の代
表波高値を算出する推定波代表値算出手段１５を備えて
いる。

以上の構成のうち、Ａ／Ｄ変換器３および同４について
は、超音波式海面変動測定手段１および水圧変動測定手
段２がアナログデータを出力するものである場合には必
要となるがディジタルデータを出力するものである場合
には不要である。

またＡ／Ｄ変換器が必要な場合でも必ず２個必要という
のではなく１個のＡ／Ｄ変換器を時分割的に用いるよう
にしてもよい。

データ収集手段７は実際装置の便宜上設けられたもので
あり、本発明として必須の構成ではない。

海面波形データチエツク手段８とデータ有効性判定手段
９は合わせて手段構成にいうデータ有効性判定手段を構
成している。

推定波形メモリ１３は本発明としては必須の要素ではな
いが装置の使用主成る程度記憶させておくことが便利で
あるので設けられている。

次に上記のように構成される本発明の複合機能型波高計
の作用を第２図を参照して説明する。

第２図において超音波式海面変動測定手段１と水圧変動
測定手段２は、それぞれ波による海表面の水位変動と波
による水中圧力の変動を測定し、測定した波形のアナロ
グ信号をＡ／Ｄ変換器３および同４へ出力している。海
面波形信号は海面の擾乱によっては波形成分以外のノイ
ズが重畳している。

データ収集手段７は、所定の観測時間（例えば２時間毎
に２０分間）内においてＡ／ＤｙＲ換器３、同４へ制御
信号を出力して一定のサンプリング間隔Δｔ（例えばΔ
ｔ＝ｏ、２５ｓ）でＡ／Ｄ変換動作を行わせ、Ａ／Ｄ変
換器３および同４が出力するディジタル信号（例えば１
１ビツトで構成されるンを例えば２バイト構成の波形デ
ータとして表面波形メモリ５および水圧波形メモリ６へ
順次転送する。その結果、各波形データメモリにはそれ
ぞれ対応した波形データがサンプルタイミングの順序に
従って一定量格納される。第１図でＡ／Ｄ変換器は海面
変動用と水圧変動用に個別のものを使用しているけれど
も、これを１台の変換器を用いて時分割方式により２つ
の波形信号を交互にサンプリングして所要のデータを得
ることもできることは前述の通りである。

海面波形データチエツク手段８は、海面波形メモリ５か
ら海面波形データを順次読み出し、該海面波形データが
正常な波形データであるがノイズであるかを検査して、
ノイズを含む異常波形の区間長、異常波形の個数などの
波形異常情報をデータ有効性判定手段９に出力する。デ
ータ有効性判定手段９は入力された波形異常情報を参照
して、該海面波形データが観測データとして有効である
か否かを判定し、その可、不可情報をもとに次の動作を
選択制御する。この海面波形データチエツク手段８とデ
ータ有効性判定手段９としては、例えば特願昭６１−１
３１０３４　ｒ波浪データ演算装置」で考案されたノイ
ズ除去手法が使用できる。

海面波代表値算出手段１０は、データ有効性判定手段の
判定が可の場合、すなわち海面波形データが良好な場合
動作し、該海面波形データを統計処理して海面波の代表
波高値などを演算し出力する。線形回帰係数算出手段１
２は、前記海面波代表値算出手段１０の演算に引き続い
て動作し、海面波形メモリ５と水圧波形メモリ６から海
面波形データと水圧波形データを順次読み出し、該２組
の波形データの全部または一部を用いて（７）式の線形
回帰係数Ｃ，を求め、回帰係数メモリ１１の内容を観測
の都度、新たに算出した該線形回帰係数に更新して記憶
する。

ここで、本発明の前提となる上記回帰係数Ｃ。

を経験的に与える方法について説明する。この方法は観
測現場において海面波形の観測データが異常な場合、直
ちに水圧波形データから海面波の推定波形を得ることを
前提として特に案出したもので、海面変動と水圧変動の
同時観測記録をもとに両変動波形が（７）式を満たすよ
うに回帰係数Ｃ１を決定するもので、微小振幅波理論に
基づく応答関数を用いて解析的方法により求める場合に
比べて演算容量および精度の面で実用性が高い、（７）
式のような線形回帰式の係数を観測値から決定する方法
として一般によく用いられるのは最小自乗法であり、こ
こでは次のように求めている。

（７）式を実際の波形データに適用した場合には、誤差
が生じる。この誤差の自乗和Ｅ２は次の（８）式で計算
できる。

＋ｐ（ｔ＋ｍΔを月−η（ｔ）ｌ”　　　　　　　　（
８）ここに、Σは時間に関する総和（ｔ＝ｉΔｔ、１＝
１．２．・・・）を表す。

誤差の自乗和を最小にするには、次の各式を満足するよ
うに係数Ｃ，を決定すればよい。

ｒ旦−− ａｃ、−０，（ｍ＝０．１．２．−、　Ｍ）　　　　　
　　（９）（８）式を（９）式に代入して計算すれば、
次の（１０）式となり、この（Ｍ＋　１　）元連立方程
式を解くことにより誤差を最小とする回帰係数Ｃ１が求
められる。

Σ　（Σｐ、ｐ、）ｃ、＝ΣηＯＰ’＋―−０ｔ （ｎ＝ｏ、１，２．・・・、Ｍ） ここに、 これにより、波浪スペクトル形状による応答関数の違い
を考慮することなく、正確かつ容易にたたみ込み積分の
重み関数を得ることができる。

次に、海面波形推定手段１４は、データ有効性判定手段
９の判定結果が不可となったとき動作し、前記回帰係数
メモリ１１に格納されている最近の観測による回帰係数
Ｃ１と、水圧波形メモリ６に格納されている水圧波形デ
ータを読み出し、（７）式の関係から海面波形η（１）
の推定波形を算出し、推定波形メモリ１３に格納する。

推定波代表値算出手段１５は、海面波形推定手段１４の
動作に引き続き行われ、前記推定波形メモリ１３に格納
されている推定波形データを順次読み出し、前記海面波
代表値算出手段１０と同じ方法により推定波の代表波高
値などを算出する。

以上のように、本発明の複合型波高計によれば、海面波
測定用の超音波式海面変動測定手段による測定波形にノ
イズ等の混入による異常があっても、同時に測定した水
圧変動測定手段による水圧波形データから海面波形の推
定値を得るようにしたので、海面波形と同等の観測デー
タを欠落なく得ることができる。また、水圧式波高計単
独の観測による場合のように、個々の波形の波高と周期
の和を平均した仮想的な波に応答関数Ｈ（ω、）を乗す
る便宜的な方法によらないため、波のスペクトル形状に
よる補正係数ｎＨの変動も無視できるという優れた効果
を得ることができる。

以下、本発明の実施例装置のハードウェア構成を図面を
参照して説明する。

第３図は本発明の一実施例に係る複合機能型波高計のハ
ードウェア構成を示す、この波高計は海面波形を測定す
る超音波式波高計送受波器部１６、超音波式波高計信号
変換部１７と、水圧式波高計センナ部１８、水圧式波高
計信号変換部１９と、中央演算装置（ＣＰＵ）２０を中
心とした演算処理部で構成されるもので、ＣＰＵ２０に
はシステムバス２１を介してデータメモリ２２、システ
ムメモリ２３、タイマ２４、Ａ／Ｄ変換器２５、操作表
示部２６、プリンタ２７がそれぞれ接続されている。

また、Ａ／Ｄ変換器２５には超音波式波高計信号変換部
１７と水圧式波高計信号変換部１９がそれぞれ接続され
ている。超音波式波高計送受波器部１６と水圧式波高計
センサ部１８は構造的に組み立てられており、沖合海中
の所要位置に設置され、海面変動と水圧変動に関する測
定信号をケーブルを介して陸上の超音波式波高計信号変
換部１７、水圧式波高計信号変換部１９へ接続される。

Ａ／Ｄ変換器２５は、例えば０■〜±ＩＶのアナログ入
力を１１ビツトのディジタル信号に変換するもので、デ
ータのサンプリング時間間隔Δｔはこの実施例では０．
２５　ｇとなっている。

操作表示部２６には観測や保守に必要なオペレータスイ
ッチなどが設けられており、例えば観測モードを１時間
または２時間毎の切換え、観測時間を１０分間と２０分
間に切換える機能がある。

システムメモリ２３はプログラムメモリと演算に使用す
るワーキングメモリからなり、プログラムメモリには波
形データの収集プログラム、波形異常をチエツクするプ
ログラム、波浪の代表値演算プログラムなどのほか、本
発明に係わる重み関数を表す線形回帰係数算出プログラ
ム、海面波形推定プログラムなどが格納されている。デ
ータメモリ２２は、この実施例では海面波形データエリ
ア、水圧波形データエリア、推定波形データエリア、お
よび回帰係数記憶エリアとからなる。

タイマ２４は時刻データを発生するもので、観測の開始
時刻の設定、演算結果の作表に必要な年、月、日、時、
分データを出力する。

プリンタ２７は波浪の演算結果である波高の代表値を時
報、日報として印字出力する。

ＣＰＵ２０はシステムプログラムに従って所定の制御動
作を実行し、代表値演算プログラムや本発明に係る海面
波形推定プログラム等の各種プログラムの実行処理を行
い、本波高計の機能動作を実現する。特に本発明におい
ては海面波形推定プログラムの実行処理により、例えば
第４図（ａ）に示す海面波形に対応した水圧波形（図（
ｂ））を用いて図（Ｃ）に示す推定海面波形を得、海面
波形が異常な場合はその推定波形を演算対象データとし
て代表値演算プログラムの実行処理を行い、所要の代表
波高値を得るようにしている。

次に、第５図を参照して本波高計のデータ処理の流れを
説明する。第５図は本波高計のデータ処理の全体的動作
のフローチャートである。

第５図において、最初のステップ２８では海面変動デー
タおよび水圧変動データの収集を行う。

ここでは所定の観測時間内にＡ／Ｄ変換器２５が出力す
るサンプリングデータをデータメモリ２２に取り込む。

ステップ２９ではデータメモリ２２に記憶した海面波形
データについてノイズが含まれていないかをチエツクし
、ノイズデータの検出、除去、波形修正などの作業を行
う、ステップ３０ではチエツク後のデータについて波浪
の演算に使用可能か否かの判定を行い、以後の処理ステ
ップの分岐方向を決定する。

ステップ３１から３３までは、ステップ３０の判定結果
がデータ可の場合に実行される処理で、データメモリ２
２に格納された海面波形データについてステップ３１で
代表波高値を算出する。

ステップ３２では海面波形データと水圧波形データを用
いて線形回帰係数を算出し、次のステップ３３でデータ
メモリ２２の中の回帰係数メモリエリア内に記憶する。

ステップ３５から３７までは、ステップ３０の判定結果
がデータネ可の場合に実行され−る処理で、ステップ３
５および同３６でデータメモリ２２に記憶されている線
形回帰係数と水圧波形データを読み出して水圧波形から
海面波形を推定する。

次のステップ３７では推定海面波形について代表波高値
を算出する。

ステップ３４は、ステップ３３またはステップ３７で算
出された代表波高値を時報、日報の形式に整理して、プ
リンタ２７に印字出力する。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明の複合機能型波高計によれ
ば、海面波形の測定値が異常をきたすような場合でも同
時に測定した水圧波形から海面波に相当する推定波形が
得られるため、観測の欠落がなくなり、観測データの信
頼性や精度を高めることができるという優れた効果があ
る。また、推定に必要な重み間数を観測で得た波形デー
タを用いて直接求めているため、従来の水圧データの処
理に用いていた波高補正係数のように測定波のスペクト
ル形状による影響を受けることがなく、さらに解析的に
重み関数を求める方法に比較して計算容量が小さく、観
測現場で簡便に使用できるという利点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の機能実現手段構成図、第２図は本発明
の実施例袋Ｗの機能実現手段構成図、第３図は本発明の
実施例装置のハードウェア構成図、第４図は本発明実施
例装置における測定波形と推定波形の比較図、第５図は
本発明実施例装置におけるデータ処理のフローチャート
である。 １・・・・・・超音波式海面変動測定手段、　２・・・
・・・水圧変動測定手段、　３，４・・・・・パＡ　／
　Ｄ変換器、５・・・・・・海面波形メモリ、　６・・
・・・・水圧波形メモリ、７・・・・・・データ収集手
段、　８・・・・・・海面波形データチエツク手段、　
９・・・・・・データ有効性判定手段、１０・・・・・
・海面波代表値算出手段、　１１・・・・・・回帰係数
メモリ、　１２・・・・・・線形回帰係数算出手段、１
３・・・・・・推定波形メモリ、　１４・・・・・・海
面波形推定手段、　１５・・・・・・推定波代表値算出
手段、１６・・・・・・超音波式波高計送受波器部、　
１７・・・・・・超音波式波高計信号変換部、　１８・
・・・・・水圧式波高計センサ部、　１９・・・・・・
水圧式波高計信号変換部、　２０・・・・・・ＣＰＵ、
　２１・・・・・・システムバス、２２・・・・・・デ
ータメモリ、　２１・・・・・・システムメモリ、　２
４・・・・・・夕°イマ、　２５・・・・・・Ａ／Ｄ変
換器、２６・・・・・・操作表示部、　２７・・・・・
・プリンタ、２８〜３７・・・・・・フローチャートの
ステップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 海面水位の時間変動（海面波形）データを測定する超音
   波式の海面変動測定手段と；水圧の時間変動（水圧波形
   ）データを測定する水圧変動測定手段と；海面波形デー
   タを記憶する海面波形メモリと；水圧波形データを記憶
   する水圧波形メモリと；海面波形メモリからの海面波形
   データが有効なデータとして用いることができるか否か
   を判定するデータ有効性判定手段と；海面波形データが
   有効であると判定されたなら、海面波形メモリからの海
   面波形データから海面波形の代表波高値を算出する海面
   波代表値算出手段と；海面波形データが有効であると判
   定されたなら、海面波形メモリと水圧波形メモリに記憶
   されているデータにもとづき海面波形に対する水圧波形
   の応動特性を表す重み関数を線形回帰式の回帰係数とし
   て算出する線形回帰係数算出手段と；算出された回帰係
   数を記憶する回帰係数メモリと；海面波形データが有効
   でないと判定されたなら水圧波形メモリに記憶されてい
   る水圧波形データと回帰係数メモリに記憶されている回
   帰係数を用いて海面波形の推定値を算出する海面波形推
   定手段と；該推定値から代表波高値を算出する推定波代
   表値算出手段と；を具備することを特徴とする複合機能
   型波高計。