本發明涉及海洋監測領域，具體涉及一種基于相對導納計算次要分潮經驗同潮圖的推算方法。
背景技術：
渤、黃、東海的潮汐潮流分布的最早研究始于Ogura(1933[1])，他根據沿岸實測資料制作了M2,S2,K1和O1同潮圖。上世紀五十年代末至六十年代初期，我國全國海洋普查對渤、黃、東海124°E以西的潮汐潮流作了大量的觀測和分析，根據這些資料繪制了比Ogura更為準確的潮汐潮流分布圖。Fang(1986[2],1994[3])根據沿岸驗潮站資料和外海潮流觀測資料進一步改進了全國海洋普查成果。但由于當時觀測資料的限制，以上研究都僅限于M2,S2,K1和O1分潮。自上世紀七十年代以來，國內外學者在海洋數值模擬方面也做了大量工作(沈育疆，1980[4]；沈育疆和葉安樂，1984[5]；丁文蘭，1984[6]；Fang et al.,1984[7]；方國洪，1985[8]；趙保仁等，1994[9]；葉安樂和梅麗明，1995[10]；萬振文等，1998[11],1999[12]；王凱等，1999[13]；Lefevre et al.，2000[14]；Bao et al.，2001[15]；Lee et al.，2002[16]；王永剛等，2004[17]；李培良等，2005[18]；張衡等，2005[19]；Cheng et al.，2007[20]；Zhang and Lu，2008[21])。盡管數值模擬結果與實測資料已有良好的一致性，但是由于模式及其參數不能完全反映實際情況，特別是由于缺乏外海資料，計算結果和實際情況之間還存在一定的偏差，尤其在局部海區，其偏差不可忽視。因此，利用實測資料構建潮汐分布仍然是潮汐研究中的一項基礎性工作。
隨著相關科學技術的提高，衛星高度計的應用使得外海全海域的潮汐 觀測成為可能。Fang et al.(2004[22])利用10年TOPEX/Poseidon衛星高度計資料分析得出了Sa,M2,S2,K1和O1 5個分潮的同潮圖。該研究表明，基于衛星高度計資料分析所得的這些主要分潮的振幅和遲角準確度可以達到2～4cm和5°左右。由于次要分潮本身振幅較小，由衛星高度計得出的結果相對誤差仍較大。
由此可見，目前的潮汐潮流分布的同潮圖存在誤差較大的問題。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題是目前的潮汐潮流分布的同潮圖存在誤差較大的問題。
為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是提供了一種基于相對導納計算次要分潮經驗同潮圖的推算方法，其特征在于，包括如下計算步驟：
步驟S1，對某一主要分潮n，導納An為：
其中Hn和gn分別為主要分潮的修正后的振幅、振幅和遲角，Cn為引潮力系數；
步驟S2，在同一潮族中，將次要分潮m相對于主要分潮n的相對導納定義為：
其中，
rm/n＝gm-gn (4)
式(3)中Hm/Hn為傳統潮汐學中的振幅比，gm-gn為遲角差；
步驟S3，根據式(3)和(4)，推出次要分潮m的振幅和遲角為：
gm＝rm/n+gn (6)
利用上述數據即可畫出小分潮的同潮圖。
在上述方案中，步驟S2的具體運算步驟如下：
步驟S201，主要分潮為M2、S2、K1、O1，次要分潮為N2、K2、P1、Q1，
則振幅比分別為遲角差分別為
設振幅比為H，遲角差為g,記A＝H sing，B＝H cosg；
步驟S202，若某海區有N個驗潮站觀測點，分別用i(i＝1,2...,N)代表，且各點的經緯度為其中對南緯用負值表示，λ，以度為單位，則Hi和gi為各驗潮站觀測點的振幅比和遲角差，觀測站i點對其它各站點的距離為：
i點的加權平均值為：
其中,式(9)和式(10)中，代表對所有觀測點求和，但不包括i點；
步驟S203，用如下步驟確定i點的相對導納Ri：
海區內及周圍各網格點m的水深值為Dm，點m的經緯度為m＝1,2...,M,網格點m與驗潮站點i的距離為：
選取所有rim＜Q(Q取0.15×106m)的點，對這些點的水深值進行平均，記為計算相應的開爾文波波速：
開爾文波波長：
Li＝uiT (13)
其中，T為潮波周期，即
T＝360°/ω (14)
其中，ω是潮波角速率；
最后選取
Ri＝κLi(κ＝1/4) (15)；
步驟S204，根據步驟S402得出的和(i＝1,2......,N)，計算：
及均方根偏差
若
δi≥mσ (18)
則認為第i點數據可能異常，則Ri舍去，m取2；
步驟S205，在海區內按預先給定的分辨率設定各網格點，記各網格點的序號為k(k＝1,2......)，其對應的經緯度為計算點k到各觀測點i的 距離為
求k點的加權平均值
步驟S206，根據步驟S403的算法計算點k的相對導納Rk，并根據步驟S204的算法舍去數據異常值Rk；
步驟S3的具體運算步驟如下：
步驟S301，由和反算得到各個網格點的振幅比及遲角差
步驟S302，得到m對n分潮的相對導納之后，m分潮的調和常數便可以根據式(3)和(4)由n分潮的調和常數推出：
gm＝rm/n+gn (6)
利用上述數據即可畫出相應的同潮圖。
本發明，將首先利用沿岸驗潮站的調和常數(振幅和遲角)得出研究海區相對導納的分布，然后進一步利用海區中主要分潮的調和常數和相對導納給出次要分潮的分布，能有效降低檢測結果的相對誤差，具有較高精確度。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明予以詳細說明。
本發明提供的一種基于相對導納計算次要分潮經驗同潮圖的推算方法，包括如下計算步驟：
步驟S1，對某一主要分潮n，導納An為：
其中Hn和gn分別為主要分潮的修正后的振幅、振幅和遲角，Cn為引潮力系數(見陳宗鏞，1980[25]；方國洪等，1986[26]，黃祖珂、黃磊，2005[27])；
步驟S2，在同一潮族中，將次要分潮m相對于主要分潮n的相對導納定義為：
其中，
rm/n＝gm-gn (4)
式(3)中Hm/Hn為傳統潮汐學中的振幅比，gm-gn為遲角差；如果實際分潮的振幅比與引潮力之比相同，則等于1，實際海洋中不會正好等于1，但對大部分海域它接近于1；如果兩個分潮的遲角相等，則rm/n等于零，實際海洋中rm/n一般不等于零，對大部分海域它大于零(若m分潮角 速度大于n分潮)或小于零(若m分潮角速度小于n分潮)；
步驟S3，根據式(3)和(4)，推出次要分潮m的振幅和遲角為：
gm＝rm/n+gn (6)
利用上述數據即可畫出小分潮的同潮圖。
其中，步驟S2的具體運算步驟如下：
步驟S201，主要分潮為M2、S2、K1、O1，次要分潮為N2、K2、P1、Q1，
則振幅比分別為遲角差分別為
設振幅比為H，遲角差為g,記A＝Hsing，B＝Hcosg；
步驟S202，若某海區有N個驗潮站觀測點，分別用i(i＝1,2...,N)代表，且各點的經緯度為其中對南緯用負值表示，λ，以度為單位，則Hi和gi為各驗潮站觀測點的振幅比和遲角差，觀測站i點對其它各站點的距離為：
i點的加權平均值為：
其中,式(9)和式(10)中，代表對所有觀測點求和，但不包括i點；
步驟S203，用如下步驟確定i點的相對導納Ri：
海區內及周圍各網格點m的水深值為Dm，點m的經緯度為m＝1,2...,M,網格點m與驗潮站點i的距離為：
選取所有rim＜Q(Q取0.15×106m)的點，對這些點的水深值進行平均，記為計算相應的開爾文波波速：
開爾文波波長：
Li＝uiT (13)
其中，T為潮波周期，即
T＝360°/ω (14)
其中，ω是潮波角速率；
最后選取
Ri＝κLi(κ＝1/4) (15)；
步驟S204，根據步驟S402對所有i＝1,2......,N各點算出和并計算：
及均方根偏差
若
δi≥mσ (18)
則認為第i點數據可能異常，則Ri舍去，m取2；
步驟S205，在海區內按預先給定的分辨率設定各網格點，記各網格點的序號為k(k＝1,2......)，其對應的經緯度為計算點k到各觀測點i的 距離為
求k點的加權平均值
步驟S206，根據步驟S403的算法計算Rk，并根據步驟S404的算法舍去數據異常值；
步驟S3的具體運算步驟如下：
步驟S301，由和反算得到各個網格點的振幅比及遲角差
步驟S302，得到m對n分潮的相對導納之后，m分潮的調和常數便可以根據式(3)和(4)由n分潮的調和常數推出：
gm＝rm/n+gn (6)
利用上述數據即可畫出相應的同潮圖。
進一步，驗證步驟S204中去除異常值后的剩下的Ri的精確度，并利用如下步驟進行：
由和反算各觀測點的振幅比及遲角差
再由
計算振幅比與遲角差的均方差
經過試驗，上述振幅比及遲角差均在誤差范圍內，符合精確度要求。
利用次要分潮與主要分潮之間的相對導納(相當于振幅比和遲角差)來計算次要分潮的調和常數，常常可以獲得較準確的結果(例如見方國洪，1974[23])。Fang(1994[3])還具體給出了渤、黃、東海S2相對于M2和K1相對于O1的振幅比和遲角差的分布。
本發明，先利用沿岸驗潮站的調和常數(振幅和遲角)得出研究海區 相對導納的分布，然后進一步利用海區中主要分潮的調和常數和相對導納給出次要分潮的分布，能有效降低檢測結果的相對誤差，具有較高精確度。
本發明不局限于上述最佳實施方式，任何人應該得知在本發明的啟示下作出的結構變化，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保護范圍之內。