水平变化环境下的拖线阵海底参数反演研究

匹配场反演(MFI)方法是快速获取海底参数的一种有效途径。常规方法采用垂直阵(VLA)可以实现海底声学参数的反演,但是其机动性较差,无法实现大面积海域海底声学参数的快速获取,而且随着声源与VLA之间距离的增大,水平变化环境将严重影响VLA的反演效果。拖线阵的优势在于能够快速机动,声源与接收阵可以同时拖动,保持较近的相对距离,从而减弱甚至忽略水平变化性对反演性能的影响。研究了利用拖线阵在水平变化环境下对海底参数进行反演的方法。反演采用低频宽带声源信号和线性匹配场处理器,并引入贝叶斯理论与蒙特卡罗方法对参数的后验概率密度(PPD)进行分析。研究结果表明:在水平变化环境下,拖线阵同样能实现海底声学参数的准确反演,并且随着声源频率数量的增多、拖线阵长度的增加,MFI结果收敛更好、可信度更高。通过计算声场传播损失并与真实海洋环境声场比较发现,反演得到的海底参数用于声场预报时,误差较小,验证了反演方法的正确性。