OSMAR2000海洋表面径向流场的生成及后处理

第47卷　第5期 武汉大学学报(理学版) V o l147　N o15 2001年10月 J.W uhan U niv.(N at.Sci.Ed.) O ct.2001,614～617

文章编号:025329888(2001)0520614204

O S M AR2000海洋表面径向

流场的生成及后处理

杨绍麟,柯亨玉0,文必洋,程　丰,周　浩

(武汉大学电子信息学院,湖北武汉430072)

摘　要:为了径向流图的双站合成,在O S M A R2000超分辨率海洋表面流算法提取径向流后,再经过均匀网格径向流图的生成、多幅径向流图的组合、海流实际探测张角和有效探测距离的截取,以及径向流空缺区域的局域插值,最终生成了所需的单站径向流图,经双站合成,形成海洋表面矢量流图1现场对比验证实验证明,本文的后处理方法是有效的1

关　键　词:高频地波雷达;海洋表面流;多重信号分类法;后处理

中图分类号:TN911.72 文献标识码:A

0　引　言

O S M A R2000采用基于M U S I C的超分辨率海洋表面流算法提取径向海流[1]1M U S I C一般处理离散目标信号,而海洋表面呈连续性分布,这种固有的内在差异使得在提取径向流后,还要经过后处理才能生成需要的海洋表面径向流图1

为便于合成矢量流,单站径向流需要分布在如图1所示的均匀网格的海元(Sea Cell)上(项目要求的角分辨率为2°～3°,本文统一设为2.5°)1整个探测海域被划分为径向为距离分辨率(5km或2.5 km),横向为2.5°的海元1基于M U S I C的超分辨率海洋表面流算法输出的径向流一般疏密不均,可能有多个径向海流落入同一海元,因此需要将多个径向流速合并成同一径向流速1在距离稍远的海元上尤其如此,这些海元有较大的面积,存在多个流速的几率更大,基于M U S I C的超分辨率海洋表面流算法输出的径向流在局部范围可能出现海流空缺[2],这些局部空缺可由单站多幅径向海流图的组合(M erging),或局域插值来填充1

另一方面,实际工程中的一些影响因素也需要通过后处理加以消除1O S M A R2000朱家尖站的天线架设在海滩,海滩夹于两座山之间,实际视角为60°1象山站天线也架设于海滩,左右受两座山的阻挡,实际视角仅为30°1用M

U S I C算法处理实测数据,探测的径向海流绝大部分紧密地集中在60°(朱家尖站)和30°(象山站)范围内,在上述范围以外,存在一些沿山体绕射的信号产生的虚假海流1如果这些非真实存在的海流被引入了单站均匀网格径向流图中,经局域插值,必将污染临近海元上真实存在的海流1因此在插值前需要确定径向流实际的探测张角,以剔除张角以外的虚假流速1

在O S M A R2000雷达信号处理中,第1次FFT 图1　单站径向流探测区域按均匀网格划分的海元

收稿日期:2001205210 0通讯联系人　E2m ail:hyke@w https://www.wendangku.net/doc/8713984276.html,

基金项目:国家863计划资助项目(8632818201202)

作者简介:杨绍麟(19752),男,博士生,现从事电波传播及其工程应用,天线理论与设计,阵列信号处理研究1

(分离距离元)后的输出数据文件包含108个距离元(距离分辨率为2.5km )或54个距离元(距离分辨率为5km ),可表征的探测距离为270km 1然而从

回波功率谱可以看出,随着距离元增加,海洋回波信噪比下降,一阶峰变窄,雷达信号预处理[3]可分辨的流速数目减少,最终导致过低的海流覆盖率1本文定义海流有效探测距离为达到一定海流覆盖率标准的最远距离,低于覆盖率标准的远距离径向海流被截除了1经过持续的观测发现,在白天能够比较稳定地测到200km 的径向海流,夜晚能测到100～150km (距离随海洋表面状态、气象条件和干扰变化)的径向海流1

因此,基于M U S I C 的超分辨率海洋表面流算法获得径向流后,还要经过均匀网格径向流图的生成、多幅径向流图的组合、海流实际探测张角和有效探测距离的截取,最后通过局域插值,才能得到所需的单站径向流图1

1　均匀网格径向流图的生成

如图1所示,雷达探测区域按等距离等角度划分为一个个海元,最终生成的单站径向流图在每一海元上只有一个径向流速1O S M A R 2000基于M U 2S I C 的超分辨率海洋表面流算法按空间谱的峰值位

置确定流速方位,不同的径向流速可能落入同一海元,在稍远距离的海元上更为普遍1

应用回波信号功率加权法将落入同一海元的径向流速合成为该海元上惟一的径向海流:

设与径向流速v i 对应,且来自海元方向Ηj 的回波信号的功率为P ij (获得回波信号功率的方法见文献[4,5]),将其作为合成径向流的加权因子,合成的径向流速为

V j =

∑N

i P

ij

v i

∑N i

P

ij

(1)

式中N 为落入海元的径向流数目1

2　多幅径向流图的组合

这是后处理可选的步骤,依赖于海洋表面状态的变化快慢和需要提供海流图的时间间隔1O S 2M A R 2000每一场的采样时间为13m in ,海流的处

理时间不到1m in ,因此每15m in 可以生成一幅径向流图1假如每30m in 提供1幅径向流图,则有2

幅径向流图可供组合[2]1假如每小时提供1幅径向

海流图,则有4幅径向流图可供组合1具体做法如下:求出多幅径向流图在每一海元上的径向流中值,作为组合后该海元上的径向流速1

混在一阶海洋回波中的海面低速硬目标回波产生的虚假流速,不可能稳定地出现在同一海元上1为了剔除这些虚假流速,尤其船回波产生的虚假流速,在组合时加入下面的判断:只有在同一海元上出现2个以上的径向海流,在该海元上才给出组合后的径向海流1

另外,基于M U S I C 的超分辨率海洋表面流算法提取海流的误差属随机误差,可以通过多幅径向流图的组合来减少海流提取的随机波动1同时也可以部分填充单幅径向流图在一些海元上出现的海流空缺[2]1

3　径向海流实际探测张角的截取

一般情况下,经过上面两个步骤,就可以给出单站径向流图了:径向海流分布于被均匀网格划分的

海元上,绝大部分集中在60°

(朱家尖站)和30°(象山站)的视角范围内1但在这些区域以外,仍有零星的沿山体绕射信号产生的虚假海流;在一些海元上没有海流出现,形成空缺1为便于双站合成矢量海流,需要对上面获得的单站径向流图作进一步处理,包括通过局域插值来填充部分方位上空缺的径向海流1为避免将非真实存在的海流带入插值过程,首先需要剔除零星分布于天线阵视角以外的虚假流速,即进行实际探测张角的截取1

具体步骤如下:首先统计径向流图中每一方位上的海流数目,得到径向海流数随方位的分布1接着从两边向中间搜寻,实际探测视角的边界选在海流数目增加最快的的方位上1图2是O S M A R 2000象山站2000年10月29日13∶00实测数据的处理结果1经程序自动搜寻,实际探测张角的左边界定在75°方向,右边界定在102.5°方向,因此最终的探测张角为102.5°-75°+2.5°=30°,张角以外零星的径向海流被截除了1同样的方法应用于朱家尖站,其天线阵有效视角和实测海流图见图31

4　径向海流有效探测距离的截取

从回波功率谱可以看出,随着距离元的增加,信噪比下降,含有海流信息的一阶谱区变窄,预处理可分辨的流速数目变少,因此探测的径向海流在达到

5

16第5期 杨绍麟等:O S M A R 2000海洋表面径向流场的生成及后处理

图2　海流数随方位的变化曲线(a )及实测海洋表面径向流图(b )

雷达站点:浙江,舟山群岛,象山,时间:2000210229:13∶00

pm

图3　天线阵有效视角(a )及实测海洋表面径向流图(b )

雷达站点:浙江,舟山群岛,朱家尖,时间:2000207209:14∶21pm

一定的覆盖率后,随着距离的进一步增大,其覆盖率会逐渐下降1

经过持续的实地观测发现,具有稳定的海流覆盖率的探测距离在白天能够达到200km ,夜晚能达到100～150km 1如果后续的径向流局域插值包含了覆盖率过低的海流区域,会带来较大的插值误差1因此,根据径向海流数随距离的变化曲线,可以将这一低覆盖率的区域截掉:从远的距离元开始,截除的位置位于曲线上升最快的距离元上1

图4是O S M A R 2000象山站2000年10月29日13∶00实测数据的处理结果1截除的位置为第46距离元,此时单站径向海流的有效探测距离为46×5=230km

1

图4　基于M U S I C 的超分辨率海洋表面流算法求出的

距离元上径向海流数随距离元的变化曲线

O S M A R 2000象山站2000210229:13∶00pm

5　径向流图的局域插值

经过前面的处理,截除了雷达天线阵探测视角以外的虚假海流,以及海流覆盖率过低的区域内的海流,保留下来的径向海流具有更高的可信度和更小的误差,得到具有一定探测张角和有效探测距离的单站均匀网格径向流图1但部分海元上没有径向海流的现象仍然存在1无论是计算机模拟和处理实测信号,都存在这种现象1这与高频地波雷达海洋遥感中所采用的雷达信号处理技术以及定向D F (D irecti on F inding )算法的技术特点密切相关[6,7],目前一种公认的处理方法是插值1这里采用局域插值来填充空缺海元上的径向海流1

首先搜寻没有径向流的海元,然后计算该海元与存在径向流的相邻海元的距离d i ,则局域插值获得的径向海流V 为

V =

∑N

i v

i

1d 2

i

∑N i

1

d

2i

(2)

式中N 为存在海流的相邻海元的数目,v i 为相邻海元上的径向流速1由于上面的插值只由临近海元的径向流决定,因此叫做局域插值,这种插值带来的误差较小1

6

16武汉大学学报(理学版)第47卷

6　结　论

本文的后处理及与其它模块的接口如图5所示1O S M A R 2000基于M U S I C 的超分辨率海洋表面流算法[1]和本文的后处理方法在浙江舟山群岛实验基地经过了半年多的现场实验的检验;在最后的海上对比验证实验中,探测的海流结果与海流计实测的结果比较吻合,成功地实现了项目指标的要求,圆满地完成了任务,也证明本文方法是有效的[8]

1

图5　径向流图的生成、后处理及与其它模块的接口

参考文献:

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ern Ch ina Sea [J ]1J W uhan U niv (N at S ci E d ),2001,47(1):1112117(Ch ).

Postprocessi ng of Ocean Surface

Rad i al Curren tM app i ng of OS M AR 2000

YANG Shao -l i n ,KE Heng -yu ,W EN B i -yang ,CHENG Feng ,ZHOU Hao

(Schoo l of E lectronic Info r m ati on ,W uhan U niversity ,W uhan 430072,H ubei ,Ch ina )

Abstract :Sup er 2reso lu ti on ocean su rface cu rren t algo rithm based on M U S I C is app lied fo r the radial

cu rren t m app ing by W uhan U n iversity’s O cean State M easu ring and A nalyzing R adar (O S M A R 2000).M U S I C is generally app lied to p rocess discrete ob ject signals ,how ever ,the ocean su rface is a con tinuum .T he in trin sic difference m akes the po stp rocessing necessary after the radial cu rren t data is ob tained ,to cre 2ate the single 2stati on ocean su rface radial cu rren t m ap s su itab le fo r the dual 2stati on syn thesis to get vecto r cu rren t m ap .T he po stp rocessing con tain s the fo llow ing step s :creati on of radial cu rren t m ap on un ifo r m grids ,m erging of m u lti p le radial cu rren t m ap s ,deter m inati on of the actual field of view and the sign ifican t range of radial cu rren t detecti on by O S M A R 2000,and local in terpo lati on of radial cu rren t to fill the cu r 2ren t gap s .T he field verificati on test show s the po stp rocessing in th is paper is effective .

Key words :H F ground w ave radar ;ocean su rface cu rren t ;M U S I C ;po stp rocessing

7

16第5期 杨绍麟等:O S M A R 2000海洋表面径向流场的生成及后处理

海明码计算题

海明码计算习题 请写出每道题的计算过程 1：使用海明码进行纠错，7位码长（X7X6X5X4X3X2X１），其中4位数据，监督关系式为：C0 = x1+x3+x5+x7 C1 = x2+x3+x6+x7 C2 = x4+x5+x6+x7 如果接收到的码字为1000101，那么纠错后的码字是（ 1010101 ） 解答: 1,1,0,1=1 0,1,0,1=0 0,0,0,1=1 第五位有错 2：已知海明码的监督关系式为： S2=a2+a3+a4+a6 S1=a1+a4+a5+a6 S0=a0+a3+a4+a5 接收端收到的码字为a6a5a4a3a2a1a0=1010100，问在最多一位错的情况下发送端发送的码字是什么？（写出推演过程）。 S2=1,0,1,1=1 S1=0,1,0,1=0 S0=0,0,1,0=1 故s2,s0公共的位但与S1不公共的位a3有错 发送端码字：1011100 3：已知：信息码为："0010"。海明码的监督关系式为： S2=a2+a4+a5+a6 S1=a1+a3+a5+a6 S0=a0+a3+a4+a6 求：海明码码字。 解： 7 6 5 4 3 2 1 位数 0 0 1 0 信息位

1 0 1 校验位 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 4：已知：海明码的监督关系式为： S2=a2+a4+a5+a6 S1=a1+a3+a5+a6 S0=a0+a3+a4+a6 接收码字为："0011101" ( n=7 ) 求：发送端的信息码。 解： S2=1,1,0,0=0 S1=0,1,0,0=1 S0=1,1,1,0=1 故s1,s0公共的位但与S2不公共的位a3有错 发送端码字：0010101 5：在海明码编码方法中，若冗余位为3位，且与错码位置的对应关系为 S2S1S0 111 110 101 011 100 010 001 000 错码位置 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 无错 则S1的监督关系式为( D )。 A.S1=a1+a3+a5+a6=1 B. S1=a2+a3+a4+a6=1 B.C. S1=a1+a3+a4+a5=1 D. S1=a1+a2+a5+a6=0 6：使用海明码进行前向纠错，如果冗余位为4位，那么信息位最多可以用到 11 位。2^4-4-1=11

海洋调查知识点总结

第七章海流观测 海水运动=乱流（湍流）+波动+潮流+常流 海水运动：如何加以区分？ 进行海流观测时，要按一定的时间间隔持续观测一昼夜或多昼夜，所得到的结果是常流和潮流运动的合成。对一昼夜或多昼夜获得的资料，经过计算，可将这两部分分离开来。水平方向周期性的流动称为潮流，其剩余部分称为常流、余流或通称为海流。 7.1 海流观测的意义 1、直接为国防、生产、海运、交通、渔业、建港等服务 2、海流影响区域海洋学和全球的气候 >海流决定营养盐分布（上升流） >海流对气候的变化有重要的影响 7.2 海流计简介 海流观测用到的仪器有： 机械旋浆式海流计、电磁海流计、声学多普勒海流计、光学式海流计、电阻式海流计、遮阻涡流海流计 1、机械旋浆式海流计 据旋浆叶片受水流推动的转数来确定流速，用磁盘确定流向。根据这类仪器记录部分的特点，大致可分为厄克曼型、印刷型、照相型、磁带记录型、遥测型、直读型、电传型等旋浆海流计 （1）厄克曼海流计 无水深限制，不能测弱流，不能连续观测 （2）印刷型海流计 能够记录一段时间内平均流速和瞬时流向 （3）照相型海流计 测量值记录在耐压壳内的胶上。胶卷一般用宽16mm，长15m，可记录6000幅图片，该仪器的测量深度为150m，自记工作时间达30天 （4）磁录式海流计 将测量数据以二进制编码方式记录在磁带上，磁盘，存储器，记录量大，观测时间长 （5）遥测海流计 双频道的无线电遥测装置，包括装在浮标上的传感器和装在船上或岸上的接收装置。流速与流向根据自记仪纸带上记录脉冲频率和相对位置而进行测定，适合短期现场实时观测 （6）直读式海流计 流速流向测量的电信号均经电缆传递到显示器。测量数据直观、材料整理方便、观测速度快、适合短期现场多层次观测，费用低 2、电磁海流计 包括： （1）电磁场电磁海流计（表层，深层） 优点：可以走航自记。水下部件结构简易，可靠性高。 缺点：由于它与地球垂直磁直强度有关，不能再赤道附近使用，只适用于地磁垂直强度大于0.1奥斯特的海区 （2）人造磁场电磁海流计 S4型的电磁海流计，其外形是球形，很好地解决了仪器倾斜对测流的影响，其主要特点是：精度高，测量值可靠，体积小，操作简便，无灵活部件，，对流场无影响 3、声学多普勒海流计

海明码和CRC校验的C语言实现

海明码和CRC校验的C语言实现 1.海明码 //code by zxf 2010.4.10 #include #include #include //N代表待编码数据的上限位数 #define N 100 int HmLength(int k);//计算海明码校验位位数 void InCode(char *data,char *c,int k,int r);//计算海明码每个校验位的数值 void main() { int k=0,r=0,dnum=0,cnum=0; char data[N]; char c[N]; clrscr(); printf("Now please input the data you want to Incode:"); for(k=0;k

随机数生成方法、随机数生成法比较以及检验生成的随机序列的随机性的方法讲义

摘要 摘要 本文着重讨论了随机数生成方法、随机数生成法比较以及检验生成的随机序列的随机性的方法。 在随机序列生成方面，本文讨论了平方取中法、斐波那契法、滞后斐波那契法、移位法、线性同余法、非线性同余法、取小数法等，并比较了各方法的优劣性。 在统计检验方面，介绍了统计检验的方法，并用其检验几种随机数生成器生成的随机数的随机性。 最后介绍了两种新的随机数生成法，并统计检验了生成随机序列的随机性。关键词：随机数，随机数生成法，统计检验 I

ABSTRACT ABSTRACT This article focuses on methods of random number generator, random number generation method comparison and test the randomness of the generated random sequence method. In random sequence generation, the article discusses the square method, Fibonacci method, lagged Fibonacci method, the shift method, linear congruential method, linear congruence method, taking minority law, and Comparison of advantages and disadvantages of each method. In statistical test, the introduction of the statistical test method, and used to test some random number generator random random numbers generated. Finally, two new random number generation method, and statistical tests of randomness to generate a random sequence. Key Words: random number，random number generator，statistical test II

C语言中产生随机数的方法

C语言中产生随机数的方法 引例：产生10个[100-200]区间内的随机整数。 #include #include //rand函数的头文件 #include //时间函数的头文件 int main() { int i; //循环变量 srand((unsigned) time(NULL)); //产生随机数的起始数据（以时间为种子） for (i=0; i<10; i++) //printf("%d\n", rand()); //产生[0，0x7fff)即[0，32767）以内的随机整数 //printf("%d\n", rand()%100); //产生0-99的随机整数 printf("%d\n", rand()%(200-100+1) + 100); //产生[100，200]内的随机整数return 0; } 在C语言中产生随机数需要以下几个函数的配合使用。 （1）rand函数——产生伪随机数 原型：int rand(void) 头文件：stdlib.h 功能：产生从0到RAND_MAX之间的随机数。RAND_MAX的值通常是0x7fff（十六进制数7FFF，也就是十进制数32767）。 例： #include #include int main() { int k; k = rand(); printf("%d\n", k); return 0; } 编译运行，发现每次运行程序产生的随机数都是一样的。 计算机中产生随机数，实际是采用一个固定的数作为“种子”，在一个给定的复杂算法中计算结果，所以叫“伪随机数”。 C语言中由于采用固定的序列作为种子，所以每次执行所取的是同一个数。 为上面的例子增加一个循环结构： #include #include int main() { int k,i;

海明码和CRC编码的图解和详细计算过程

一、CRC编码 1、已知多项式和原报文，求CRC编码，如：使用多项式G(x)=x^5 + x^4 + x +1,对报文10100110进行CRC编码，则编码后的报文是什么？ 方法与步骤： 步骤1：对报文10100110，在末尾添加所给多项式的最高次阶个0，如本题为x^5，则添加5个0，变为：1010011000000。 步骤2：由多项式G(x)=x^5 + x^4 + x +1，得其阶数为1的二进制编码为：110011。 步骤3：步骤1中求得的1010011000000对步骤2中求得的110011进行模二除法，所得到的余数即为校验码，把校验码添加在原报文尾部即为所求的编码报文1010011011000，具体如下： 2.已知道接收到的CRC编码，求原编码或判断是否出错，如：已知G(x)=x^5 + x^4 + x +1，接收的为1010011011001，问是否出错？ 步骤一：由多项式G(x)=x^5 + x^4 + x +1，得其阶数为1的二进制编码为：110011。 步骤二：用接收的报文1010011011001对步骤一的110011进行模二除法，看余数是否为0，如为0则正确，如不为0，则出错，计算余数为1，则出错。如下图： 二、海明码 1.求海明码，如：求1011海明码。 步骤一：求校验码位数r，公式为：2^r ≥r+k+1的最小r。题目中为2^3≥3+4+1,所以取r=3，即校验码为3位。

步骤二：画图，并把原码的位编号写成2的指数求和的方式,其中位编号长度为原码和校验码个数之和，从1开始。校验码插在2的阶码次方的位编号下，且阶小于r。如下： 原码的位编号写成2的指数求和： 7=2^2+2^1+2^0; 6=2^2+2^1; 5=2^2+2^0; 3=2^1+2^0; 步骤三：求校验位，即每个校验位的值为步骤二中“原码的位编号写成2的指数求和”式子中相应2的阶出现的位编号下原码的值异或。即： r0=I4异或I2异或I1=1； (2^0次出现在7，5，3位，其对应的值为I4，I2，I1) r1=I4异或I3异或I1=0； (2^1次出现在7，6，3位，其对应的值为I4，I3，I1) r2=I4异或I3异或I2=0； (2^0次出现在7，6，5位，其对应的值为I4，I3，I2) 把r0,r1,r2带入海明码，得所求的海明码为：1010101 2.已知海明码，求原码或判断是否出错并改正错位，如：信息位8位的海明码，接收110010100000时，判断是否出错，并求出发送端信息位。 步骤一：求校验码位数r，公式为：2^r ≥r+k+1的最小r。题目中为2^4≥4+8+1,所以取k=4，即校验码为4位。 步骤二：根据作图，求得信息位编码和发过来的校验码记为r，并由原编码从新计算出新的校验码与发来的校验码r进行异或运算，具体如下：

一种新的混沌伪随机序列生成方式

第28卷第7期电子与信息学报V ol.28No.7 2006年7月 Journal of Electronics & Information Technology Jul.2006 一种新的混沌伪随机序列生成方式 罗启彬 张 健 (中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳 621900) 摘要利用构造的Hybrid混沌映射，通过周期性改变混沌迭代初值来产生混沌伪随机序列。理论和统计分析可知，该混沌序列的各项特性均满足伪随机序列的要求，产生方法简单，具有较高的安全性和保密性，是一类很有应用前景的伪随机加密序列。 关键词混沌序列, 加密, Lyapunov指数，自相关 中图分类号：TN918 文献标识码：A 文章编号：1009-5896(2006)07-1262-04 A New Approach to Generate Chaotic Pseudo-random Sequence Luo Qi-bin Zhang Jian (Institute of Electronic Engineering, CAEP, Mianyang 621900，China) Abstract This paper proposes hybrid mapping to generate chaotic sequence, by altering initial value periodically. The results show that the properties of the hybrid chaotic sequence are good，and the sequence generator can be easily realized. It is a class of promising pseudo-random sequence in practical applications. Key words Chaotic sequence, Encryption, Lyapunov exponent, Auto-correlation 1 引言 混沌序列是一种性能优良的伪随机序列，其来源丰富，生成方法简单。通过映射函数、生成规则以及初始条件便能确定一个几乎无法破译的加密序列。因此，混沌加密受到越来越多的关注，近年来被广泛应用于保密通信领域[1-4]。 将混沌理论应用于流密码是1989年由Matthews[5]最先提出。迄今为止，利用混沌映射产生随机序列的理论研究很多。但是，混沌序列发生器总是用有限精度来实现，其特性由于有限精度效应会与理论结果大相径庭。因此，有限精度效应是混沌序列从理论走向应用的主要障碍。文献[6]用m 序列与产生的混沌序列“异或”来克服有限精度的影响，但由于微扰是随机的，不易产生，而且系统分布以及相关性能取决于附加的m序列而不是混沌系统本身。文献[7]通过构造变参数复合混沌系统来实现有限精度混沌系统。本文利用构造的分段非线性Hybrid映射，通过周期性地改变混沌迭代初值的办法来产生混沌序列，克服了序列有限精度效应的影响。计算机数值实验表明所产生的混沌序列的各项特性均较好，产生方法简单，具有较高的安全性，是一类很有应用前景的伪随机加密序列。 本文第2节给出了混沌随机序列发生器的产生过程，在此基础上讨论了混沌系统的扰动问题；第4节通过计算机仿真来验证所产生的混沌伪随机序列的性质；最后是结论。 2004-11-22收到，2005-08-08改回 中国工程物理研究院科学技术基金面上资助课题(20050429) 2 序列产生 由于Logistic映射和Tent映射的复杂度都不高，由此产生的混沌加密序列的安全性能都不是非常理想。本文把两者相结合，构造出一种新的混沌迭代映射——Hybrid映射： 2 1 1 2 (1)10 =()= 1, 0<1 k k k k k k b u x x x f x u x x + ???<≤ ? ? ?< ?? , (1) 该映射不但继承了Logistic映射和Tent映射容易产生的特点，而且还能增加混沌系统的安全性。 当初值x0=0.82，u1=1.8，u2=2.0，b=0.85时，此映射处于混沌态，产生的混沌序列如图1所示，其中横轴是迭代次数k，纵轴是经不断迭代得到的混沌状态空间变量x(k)。图1(a)为初值等于0.82的Hybrid混沌映射时序图，图1(b)为Hybrid映射对迭代初值高度敏感性的示意图(初值相差10-15)。 图1 (a) Hybrid mapping 的随机特性 (b) Hybrid mapping 对初值的敏感特性 Fig.1 (a) Randomicity of Hybrid mapping (b) Sensitivity of Hybrid mapping 把生成的实值混沌随机序列{x k}转化为二进制随机序列{S k}，按如下方法实施：

海明码精典例题

海明码精典例题(重点理解) 海明码的生成与接收 方法一：（按教科书） 1)海明码的生成。 例1.已知：信息码为："0010"。海明码的监督关系式为： S2=a2+a4+a5+a6 S1=a1+a3+a5+a6 S0=a0+a3+a4+a6 求：海明码码字。 解：1)由监督关系式知冗余码为a2a1a0。 2)冗余码与信息码合成的海明码是："0010a2a1a0"。 设S2=S1=S0=0,由监督关系式得： a2=a4+a5+a6=1 a1=a3+a5+a6=0 a0=a3+a4+a6=1 因此，海明码码字为："0010101" 2)海明码的接收。 例2.已知：海明码的监督关系式为： S2=a2+a4+a5+a6 S1=a1+a3+a5+a6 S0=a0+a3+a4+a6 接收码字为："0011101"(n=7) 求：发送端的信息码。 解：1)由海明码的监督关系式计算得S2S1S0=011。 2)由监督关系式可构造出下面错码位置关系表： S2S1S0 000 001 010 100 011 101 110 111 错码位置无错a0 a1 a2 a3 a4 a5 a6 3)由S2S1S0=011查表得知错码位置是a3。 4)纠错--对码字的a3位取反得正确码字："0 0 1 0 1 0 1" 5)把冗余码a2a1a0删除得发送端的信息码："0010" 方法二： 1)海明码的生成（顺序生成法）。 例3.已知：信息码为：" 1 1 0 0 1 1 0 0 " (k=8) 求：海明码码字。 解：1)把冗余码A、B、C、…，顺序插入信息码中，得海明码

码字:" A B 1 C 1 0 0 D 1 1 0 0 " 码位: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 其中A,B,C,D分别插于2k位(k=0,1,2,3)。码位分别为1,2,4,8。 2)冗余码A,B,C,D的线性码位是：(相当于监督关系式) A->1,3,5,7,9,11； B->2,3,6,7,10,11； C->4,5,6,7,12；(注5=4+1；6=4+2；7=4+2+1；12=8+4) D->8,9,10,11,12。 3)把线性码位的值的偶校验作为冗余码的值(设冗余码初值为0)： A=∑(0,1,1,0,1,0)=1 B=∑(0,1,0,0,1,0)=0 C=∑(0,1,0,0,0)=1 D=∑(0,1,1,0,0)=0 4)海明码为:"1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0" 2)海明码的接收。 例4.已知：接收的码字为："1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0"(k=8) 求：发送端的信息码。 解：1)设错误累加器(err)初值=0 2)求出冗余码的偶校验和，并按码位累加到err中： A=∑(1,0,1,0,1,0)=1err=err+20=1 B=∑(0,0,0,0,1,0)=1err=err+21=3 C=∑(1,1,0,0,0)=0 err=err+0 =3 D=∑(0,1,1,0,0)=0 err=err+0 =3 由err≠0可知接收码字有错， 3)码字的错误位置就是错误累加器(err)的值3。 4)纠错--对码字的第3位值取反得正确码字： "1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0" 5)把位于2k位的冗余码删除得信息码："1 1 0 0 1 1 0 0"

第四章 海洋中的声传播理论

第四章 海洋中的声传播理论 水声传播常用的方法： 波动理论（简正波方法）——研究声信号的振幅和相位在声场中的变化； 射线理论（射线声学）——研究声场中声强随射线束的变化，它是近似处理方法，且适用于高频， 但它能有效、清晰地解决海洋中地声场问题。 4.1 波动方程和定解条件 1、波动方程 当介质声学特性是空间坐标的函数，则可得小振幅波的运动方程、连续性方程和状态方程： p t u -?=?? ρ 0=??+??u t ρρ ρd c dp 2= 状态方程可写为： t c t p ??=??ρ 2 由状态方程和连续性方程可得： 012 =??+??u t p c ρ 利用运动方程从上式中消去u 可得 01 12222 =???-??-?ρρp t p c p 当介质密度是空间坐标的函数时，波动方程的形式和密度均匀介质中波动方程的形式不同。 引入新的从变量：ρ ?p = ，则可得 0432********=??? ????????? ???-?+??-?ρρρρ? ?t c 对于简谐波，222ω-=??t ，则上式可写为： ()0,,22=+???z y x K 式中，2 22 4321??? ? ???-?+=ρρρρk K 。 ?不是声场势函数，K 也不是波数。 在海水中，与声速相比密度变化很小，可将其视为常数，则()z y x k K ,,ω==，于是 ()0,,22=+???z y x k ()0,,22=+?p z y x k p

如果介质中有外力作用F ，例如有声源情况，则有 ()ρ ??F z y x K ??= +?,,22 在密度等于常数时，有 ()ρ ??F z y x k ??= +?,,2 2 ()F p z y x k p ??=+?,,2 2 上述赫姆霍茨方程是变系数的偏微分方程——泛定方程。 2、定解条件 满足物理问题的具体条件——定解条件。 物理量在介质边界上必须满足的条件。 （1）绝对软边界 绝对软边界条件：声压为零 界面方程表示为()t y x z ,,η=，()()0,,,,,==t y x z t y x p ηη——不平整海面 也称为第一类齐次边界条件 如果已知边界面上的压力分布，则()()s t y x z p t y x p ==,,,,,ηη，称为第一类非齐次边界条件。 （2）绝对硬边界 绝对硬边界条件：法向质点振速为零 00 =??=z z p ——平整硬质海底 界面方程为表示()t y x z ,,η=，则硬边界条件为： ()0=+??+??= ?z y x u u y u x u n η ηη ——不平整硬质海底 也称为第二类齐次边界条件 如果已知边界面上质点振速分布，则s z y x u u u y u x =+??+??η η，称为第二类非齐次边界条件。 （3）混合边界条件 混合边界条件：压力和振速线性组合 ()s f ap n p s =??? ??+??——阻抗型海底

EXCEL随机数据生成方法

求教:我的电子表格中rand()函数的取值范围是-1到1,如何改回1到0 回答：有两种修改办法： 是[1－rand()]/2， 或[1＋rand()]/2。 效果是一样的，都可生成0到1之间的随机数 电子表格中RAND()函数的取值范围是0到1，公式如下： =RAND() 如果取值范围是1到2，公式如下： =RAND()*(2-1)+1 RAND( ) 注解： 若要生成a 与b 之间的随机实数： =RAND()*(b-a)+a 如果要使用函数RAND 生成一随机数，并且使之不随单元格计算而改变，可以在编辑栏中输入“=RAND()”，保持编辑状态，然后按F9，将公式永久性地改为随机数。 示例 RAND() 介于0 到1 之间的一个随机数（变量） =RAND()*100 大于等于0 但小于100 的一个随机数（变量） excel产生60-70随机数公式 =RAND()*10+60 要取整可以用=int(RAND()*10+60) 我想用excel在B1单元个里创建一个50-80的随机数且这个随机数要大于A1单元个里的数值，请教大家如何编写公式！ 整数：=ROUND(RAND()*(80-MAX(50,A1+1))+MAX(50,A1+1),0) 无需取整数：=RAND()*(80-MAX(50,A1))+MAX(50,A1)

要求: 1,小数保留0.1 2,1000-1100范围 3,不要出现重复 =LEFT(RAND()*100+1000,6) 至于不许重复 你可以设置数据有效性 在数据-有效性设 =countif(a:a,a1)=1 选中a列设有效性就好了 其他列耶可以 急求excel随机生成数字的公式，取值要在38.90-44.03之间，不允许重复出现，保留两位小数，不允许变藏 =round(RAND()*5+38.9,2) 公式下拉 Excel随机数 Excel具有强大的函数功能，使用Excel函数，可以轻松在Excel表格产生一系列随机数。 1、产生一个小于100的两位数的整数，输入公式=ROUNDUP(RAND()*100,0)。 RAND()这是一个随机函数，它的返回值是一个大于0且小于1的随机小数。ROUNDUP 函数是向上舍入数字，公式的意义就是将小数向上舍入到最接近的整数，再扩大100倍。 2、产生一个四位数N到M的随机数，输入公式=INT(RAND()*(M-N+1))+N。 这个公式中，INT函数是将数值向下取整为最接近的整数；因为四位数的随机数就是指从1000到9999之间的任一随机数，所以M为9999，N为1000。RAND()的值是一个大于0且小于1的随机小数，M-N+1是9000，乘以这个数就是将RAND()的值对其放大，用INT 函数取整后，再加上1000就可以得到这个范围内的随机数。[公式=INT(RAND()*(9999-1000+1))+1000] 3、Excel函数RANDBETWEEN是返回位于两个指定数之间的一个随机数。使用这一个函数来完成上面的问题就更为简单了。要使用这个函数，可能出现函数不可用，并返回错误值#NAME?。 选择"工具"菜单，单击"加载宏"，在"可用加载宏"列表中，勾选"分析工具库"，再单击"确定"。接下来系统将会安装并加载，可能会弹出提示需要安装源，也就是office安装盘。放入光盘，点击"确定"，完成安装。 现在可以在单元格输入公式=RANDBETWEEN(1000,9999)。 最后，你可以将公式复制到所有需要产生随机数的单元格，每一次打开工作表，数据都会自动随机更新。在打开的工作表，也可以执行功能键F9，每按下一次，数据就会自动随机更新了。

海明码的基本原理(精)

一、海明码的概念 海明码是一种可以纠正一位差错的编码。它是利用在信息位为k位，增加r位冗余位，构成一个n=k+r位的码字，然后用r个监督关系式产生的r个校正因子来区分无错和在码字中的n个不同位置的一位错。它必需满 足以下关系式： 2^r>=n+1 或 2^r>=k+r+1 海明码的编码效率为： R=k/(k+r 式中 k为信息位位数 r为增加冗余位位数 二、海明码的原理 海明码是一种多重奇偶检错系统。它将信息用逻辑形式编码，以便能够检错和纠错。用在海明码中的全部传输码字是由原来的信息和附加的奇偶校验位组成的。每一个这种奇偶位被编在传输码字的特定位置上。这个系统对于错误的数位无论是原有信息位中的，还是附加校验位中的都能指示出来 在数据中间加入几个校验码，将玛距均匀拉大，将数据的每个二进制位分配在几个奇偶校验组里，当某一位出 错，会引起几个校验位的值发生变化。 海明不等式： 校验码个数为K，2的K次幂个信息，1个信息用来指出“没有错误”，其余2K-1个指出错误发生在那一位，但也可能是校验位错误，故有N<=2的K次-1-K能被校验。 海明码的编码规则： 1.每个校验位Ri被分配在海明码的第2的i次的位置上， 2.海明玛的每一位（Hi是由多个/1个校验值进行校验的，被校验玛的 位置玛是所有校验这位的校验位位置玛之和。 一个例题： 4个数据位d0,d1,d2,d3, 3个校验位r0,r1,r2，对应的位置为： d3 d2 d1 r2 d0 r1 r0 ======b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 校验位的取值，就是他所能校验的数据位的异或 b1为b3,b5,b7的异或，b2为b3,b6,b7 b4为b5,b6,b7 海明玛传送到接受方后，将上三式的右边（b1,b2,b4的逻辑表达式分别 异或上左边的值就得到了校验方程，如果上题采用偶校验 G1=b1 b3 b5 b7的异或 G2=b2 b3 b6 b7的异或 G3=b4 b5 b6 b7的异或 若G1G2G3为001是第四位错 若为011是第六位错

随机数生成方法

University of Sydney School of Information Technologies Generating Random Variables Pseudo-Random Numbers Definition : A sequence of pseudo-random numbers ()i U is a deterministic sequence of numbers in []1,0 having the same relevant statistical properties as a sequence of random numbers. The most widely used method of generating pseudo-random numbers are the congruential generators: ()M X U M c aX X i i i i =+=?mod 1 for a multiplier a , shift c , and modulus M , all integers. The sequence is clearly periodic, with maximum period M . The values of a and c must be carefully chosen to maximise the period of the generator, and to ensure that the generator has good statistical properties. Some examples: M a c 259 1313 0 232 69069 1 231-1 630360016 0 232 2147001325 715136305 Reference: Ripley, Stochastic Simulation , Chapter 2

海明码及码距

海明码及码距 一、码距 一个编码系统中任意两个合法编码（码字）之间不同的二进数位（bit）数叫这两个码字的码距，而整个编码系统中任意两个码字的的最小距离就是该编码系统的码距。 如图1所示的一个编码系统，用三个bit来表示八个不同信息中。在这个系统中，两个码字之间不同的bit数从1到3不等，但最小值为1，故这个系统的码距为1。如果任何码字中一位或多位被颠倒了，结果这个码字就不能与其它有效信息区分开。例如，如果传送信息001，而被误收为011，因011仍是表中的合法码字，接收机仍将认为011是正确的信息。 然而，如果用四个二进数字来编8个码字，那么在码字间的最小距离可以增加到2，如图2的表中所示。 信息序号 二进码字 a2 a1 a0 0 0 0 0 1 0 0 1 2 0 1 0 3 0 1 1 4 1 0 0 5 1 0 1 6 1 1 0 7 1 1 1 图1 信息序号 二进码字 a3 a2 a1 a0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 2 1 0 1 0 3 0 0 1 1 4 1 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 1 1 1 1 图2

注意，图8-2的8个码字相互间最少有两bit的差异。因此，如果任何信息的一个数位被颠倒，就成为一个不用的码字，接收机能检查出来。例如信息是1001，误收为1011，接收机知道发生了一个差错，因为1011不是一个码字（表中没有）。然而，差错不能被纠正。假定只有一个数位是错的，正确码字可以是1001，1111，0011或1010。接收者不能确定原来到底是这4个码字中的那一个。也可看到，在这个系统中，偶数个（2或4）差错也无法发现。 为了使一个系统能检查和纠正一个差错，码间最小距离必须至少是“3”。最小距离为3时，或能纠正一个错，或能检二个错，但不能同时纠一个错和检二个错。编码信息纠错和检错能力的进一步提高需要进一步增加码字间的最小距离。图8-3的表概括了最小距离为1至7的码的纠错和检错能力。 码距 码能力 检错纠错 1 0 0 2 1 0 3 2 或1 4 2 加1 5 2 加2 6 3 加2 7 3 加3 图3 码距越大，纠错能力越强，但数据冗余也越大，即编码效率低了。所以，选择码距要取决于特定系统的参数。数字系统的设计者必须考虑信息发生差错的概率和该系统能容许的最小差错率等因素。要有专门的研究来解决这些问题。 二、奇偶校验 奇偶校验码是一种增加二进制传输系统最小距离的简单和广泛采用的方法。例如，单个的奇偶校验将使码的最小距离由一增加到二。 一个二进制码字，如果它的码元有奇数个1，就称为具有奇性。例如，码字“10110101”有五个1，因此，这个码字具有奇性。同样，偶性码字具有偶数个1。注意奇性检测等效于所有码元的模二加，并能够由所有码元的异或运算来确定。对于一个n位字，奇性由下式给出：

真随机数产生方法

ATmega1 28单片机的真随机数发生矗时间：2009-12-16 15:39:00 来源：单片机与嵌入式系统作者：刘晓旭,曹林,董秀成西华大学 ATmega1 28单片机的真随机数发生矗时间：2009-12-16 15:39:00 来源：单片机与嵌入式系统作者：刘晓旭,曹林,董秀成西华大学 引言 随机数已广泛地应用于仿真、抽样、数值分析、计算机程序设计、决策、美学和娱乐之中。常见的随机数发生器有两种：使用数学算法的伪随机数发生器和以物理随机量作为发生源的真随机数发生器。要获取真正随机的真随机数，常使用硬件随机数发生器的方法来获取。这些真随机数都是使基于特定的真随机数发生源(如热噪声、电流噪声等)，每次获取的真随机数都是不可测的，具有很好的随机性。 真随机数因其随机性强，在数据加密、信息辅助、智能决策和初始化向量方面有着广泛应用，构建一种基于硬件真随机数发生源，具有广泛的应用价值。但目前硬件真随机数发生源均较复杂，而且很少有基于单片机的真随机数发生器。本文利用RC充放电的低稳定度，根据AVR单片机的特点设计了一种性价比极高的真随机数发生器。该随机数发生器使用元件很少，稳定性高，对一些价格敏感的特殊场合，如金融、通信、娱乐设备等有较大的应用意义。 1 基本原理和方法 1．1 基本原理 串联的RC充放电电路由于受到漏电流、电阻热噪声、电阻过剩噪声、电容极化噪声等诸多不确定性因素的影响，其充放电稳定度一般只能达到10－3。利用这种RC充放电的低稳定度特性实现廉价的真随机数发生源。 Atmel公司AVR单片机ATmega 128以其速度快、功能强、性价比高等优点广泛应用于各种嵌入式计算场合。利用AVR单片机引脚配置灵活多样的特点，使用Amnega128 两个I／O口作为真随机数的电气接口。 其原理如图1所示。主要原理是利用串联RC电路的不确定性产生真随机数源，收集数据，通过AVR单片机ATmega128和主时钟电路量化RC电路的充放电时问，获得不确定的2位二进制数据，再利用程序将每4次采集的数据综合，最后产生1个8位的真随机数。

表层洋流分布规律

表层洋流分布规律 南北半球大洋环流的成因：在南北半球的信风带驱动下，海水由东向西流，形成北赤道暖流和南赤道暖流（风海流），西流到达大洋西岸时，受陆地阻挡，其中一小股回头东流形成赤道逆流；大部分向高纬流去，受地转偏向力的影响，逐渐偏转（右偏或左偏），至中纬海区再由于西风吹动形成西风漂流（风海流），它们到达大洋东岸时，一部分沿大陆西岸折向低纬，形成赤道暖流的补偿流，同时形成中低纬大洋环流；另一部分沿大陆西岸折向高纬，后在极地东风带驱动下向低纬回流，从而构成中高纬大洋环流。 ①在南北半球中、低纬度海区，形成以副热带为中心的反气旋型大洋环流。赤道为低气压区，由赤道两侧吹向赤道的东北信风和东南信风，驱动赤道南北两侧的海水由东向西流动，这叫赤道洋流，即南北赤道暖流。赤道洋流到达大洋西岸，受到陆地的阻挡，除一小股回头向东形成赤道逆流外，大部分沿海岸向较高的纬度流去，转化为西风漂流。当它们到达大洋东岸时，一部分沿大陆西岸折向低纬，成为赤道暖流的补偿流，也即形成了中低纬度的反气旋型大洋环流。另一部分沿大陆西岸折向高纬，构成中高纬或极地环流。 ②北半球中、高纬度海区，也有大洋环流，呈反时针方向流动，即气旋型大洋环流。其形成过程接上；北半球西风漂流(北太平洋暖流或北大西洋暖流)到达大洋东岸时，另一部分沿大陆西岸折向高纬，受地转偏向力和地形因素制约，到大洋西岸又补充回西风漂流，这就构成了北半球中高纬度气旋型大洋环流。 ③南极大陆外围形成西风漂流。南极大陆外围，陆地很少，海面广阔。南纬40°附近海域终年受西风影响，形成西风漂流，南半球的西风漂流性质属寒流，是由于该地区海面广阔，受来自南极大陆极端寒冷的东风气流影响而变成冷性的，并且是全球热力最强、规模最大的寒流。 ④北印度洋海区形成季风洋流。在三大洋中，惟独北印度洋与众不同，在冬、夏季风作用下形成季风环流。从10月至来年3、4月份，即北半球的冬半年，亚洲大陆被强大的高压所笼罩，在北印度洋海面，盛行东北季风，这时海水在盛行风的作用下，主要向西南流动。赤道暖流的北分支和沿北印度洋西岸南下的东北季风海流汇合东转，形成赤道逆流，又补充回北印度洋东岸所缺失海水的区域，这样，在北印度洋海区形成了逆时针转动的大洋环流。从5月至9月，即北半球的夏半年，北印度洋盛行西南季风，海水运动的趋势大致与冬季相反，向东或东北方向流动，赤道暖流的北分支在季风作用下越过赤道，进入北印度洋，沿索马里海岸向东北流动。其时，在索马里沿海，由于西南季风的作用，形成相当强大的上升流。洋流到北印度洋东岸折向南再汇入赤道暖流，补充回到大洋西岸所缺失海水的区域。这样，在夏季这里又形成了顺时针转动的大洋环流。 （4）洋流对地理环境的影响 全球的大洋环流，对高、低纬度间的热量输送和交换，调节全球的热量分布，有着重要意义。洋流对流经海区的沿岸气候、海洋生物分布和渔业生产、航海等都有影响，对人类文明进程和社会生活有着重要的贡献。 ①对气候的影响：洋流按性质可分为暖流和寒流。从低纬流向高纬度的洋流，水温比流经海区温度要高，叫做暖流。暖流对流经沿岸地区的气候起增温、增湿的作用，例如，西欧海洋性气候的形成，就直接得益于暖湿的北大西洋暖流。如果没有北大西洋暖流的作用，英国和挪威的海港将有半年以上的冰封期，再如，我国东南部降水之所以多，其中一个原因就是受日本暖流或台湾暖流的增温增湿的影响。从高纬向低纬流的洋流，水温比流经海区温度低，叫做寒流。寒流对沿岸地区的气候起降温、减湿的作用。例如，沿岸寒流对澳大利亚西海岸、秘鲁太平洋沿岸荒漠环境的形成，起了一定的作用。 ②对海洋生物分布的影响：洋流对海洋生物分布的影响是形成渔场。全球四大渔场分为两类：一类是分布在寒暖流交汇的地方，另一类是分布在上升补偿流的地方(秘鲁渔场)。因为寒暖流交汇处和上升流都能把营养盐类带至表层。寒、暖流交汇处，海水受到扰动，引起上下翻腾，于是把下层丰富的营养盐类带到表层，促使浮游生物大量繁殖，各种鱼类都集中到这里觅食，这就形成了渔场。世界著名的三大渔场都分布在寒、暖流交汇的海区，它们是北海道渔场(日本)、北海渔场(英国)、纽芬兰渔场(加拿大)。 ③对海洋污染的影响：陆地上的污染物质进入海洋以后，洋流可以把近海的污染物质携带到其他海域，这样有利于污染物的扩散，加快净化速度。但是，随着洋流的运动，污染物质会传到其他海域，这样，别的海域也可能因此受到污染，使污染范围扩大。 ④对航海事业的影响：在这方面的影响是显而易见的。正如我们平常顺风、顺水走的速度要比逆风、逆水走的速度快的多的道理一样。又如，当年郑和下西洋，便选择在冬季出发，次年夏季反航，充分利用了顺水航行的道理。 三、海-气相互作用 海洋占据地球表面三分之二的面积，约为陆地面积的2.5倍。海流具有较大的热容量和热惯性。在海洋上海面温度发生异常变化的区域空间尺度大，持续时间长。这些海洋的物理特性与陆地和大气之间的显著差异，对大气环流和长期天气气候变化必然产生重要的影响。例如我国位于世界著名的季风区，表现为明显的季风气候，就是由于海陆分布对大气运动的作用而造成的。地球上海陆分布在南北半球有明显不同并随纬度而有差异。这对覆盖其上的大气的状态和运动有着显著的影响，在北半球和南半球，在高纬区域和低纬区域，大气环流的演变和天气系统的发展，都表现出海洋和大气之间存在着重要的相互作用。 1、大气对海洋的影响 突出地表现在海洋的流场、温度场和盐度场中，它们均受到低层大气的风和温湿层结的影响，其中以动力性的作用为主。海洋在大气的影响下,由于动量和动能的下传,直接产生漂流、倾斜流、海浪和增水减水现象，配合地形与海岸效应形成上升流、沿岸流和风暴潮等。这种影响不仅表现在海洋表层，还可以传到海洋中较深的水层。人们从现场调查和理论模拟，都已证明了大尺度风场对大洋环流的作用，例如西风漂流、信风环流和季风环流等，都是与大气环流相对应的海洋环流。同时还发现，异常的大气环流也可以导致异常的海洋环流。至于海温的高低、海面蒸发的强弱及海冰的生成和移动等，无不与天气和气候有着密切的关系。 2、海洋对大气的影响 多属热力性的。不同海区，由于所处纬度和海陆配置的差异，海洋对大气影响的程度和特征不尽相同。其中突出的是赤道太平洋海区所存在的海温的东西差异，这对上空大气环流、云和降水等均有显著作用。著名的埃尔尼诺现象与大范围的气候有密切关系(见厄尔尼诺、海-气关系、太平洋)。海温对于台风和温带气旋的生成和发展、频率及移动路径，均有显著的影响。 3、海-气相互作用及其在长期天气预报中的应用 海洋和大气既有各自不同的属性和运动体系，又是在地球运动统一影响下的相互作用着的耦合系统。海-气相互作用是一种相互调整和相互制约的反馈过程。只要一方出现异常，就有可能