利用matlab对某个海平面变化时间序列,可采用以下公式进行拟合,并利用最小二乘间接平差方法计算其线性趋势和周期振幅及相位: 其中,为某观测时间点上对应的海平面变化值,其他参数为代求参数,为线性项,为周年项,为半周年项。
时间: 2023-07-14 15:12:45 浏览: 130
首先,我们需要将该公式转化为矩阵形式,以便进行最小二乘间接平差方法的计算。
设海平面变化时间序列共有 $n$ 个时间点,对应的海平面变化值为 $h_i$,则可以将公式转化为如下形式:
$$
\begin{bmatrix}
h_1\\
h_2\\
\vdots\\
h_n
\end{bmatrix} =
\begin{bmatrix}
1 & t_1 & \cos\left(\frac{2\pi}{365} t_1\right) & \cos\left(\frac{2\pi}{182.5} t_1\right)\\
1 & t_2 & \cos\left(\frac{2\pi}{365} t_2\right) & \cos\left(\frac{2\pi}{182.5} t_2\right)\\
\vdots & \vdots & \vdots & \vdots \\
1 & t_n & \cos\left(\frac{2\pi}{365} t_n\right) & \cos\left(\frac{2\pi}{182.5} t_n\right)
\end{bmatrix}
\begin{bmatrix}
a_0\\
a_1\\
a_2\\
a_3
\end{bmatrix}
$$
其中,$t_i$ 表示第 $i$ 个时间点的时间值,$a_0$、$a_1$、$a_2$、$a_3$ 分别表示常数项、线性项、周年项和半周年项的系数。
接下来,可以利用最小二乘间接平差方法计算线性趋势和周期振幅及相位:
1. 计算法方程系数矩阵
$$
A = (X^TX)^{-1}
$$
其中,$X$ 表示上述矩阵形式中的系数矩阵。
2. 计算法方程常数向量
$$
B = X^Th
$$
其中,$h$ 表示海平面变化时间序列的列向量。
3. 计算参数向量
$$
a = A B
$$
其中,$a$ 表示常数项、线性项、周年项和半周年项的系数向量。
4. 计算线性趋势和周期振幅及相位
线性趋势为 $a_1$,周期振幅为 $\sqrt{a_2^2+a_3^2}$,相位为 $\arctan\left(\frac{a_3}{a_2}\right)$。
以上就是利用最小二乘间接平差方法计算海平面变化时间序列的线性趋势和周期振幅及相位的步骤。在 MATLAB 中,可以使用以下代码实现:
```matlab
% 假设时间序列为 t,海平面变化值为 h
X = [ones(length(t),1), t, cos(2*pi/365*t), cos(2*pi/182.5*t)];
A = inv(X'*X);
B = X'*h;
a = A*B;
trend = a(2);
amplitude = sqrt(a(3)^2 + a(4)^2);
phase = atan2(a(4), a(3));
```
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