海底底质特性对浅海声传播影响分析

海底底质特性参数是海洋声传播的关键影响因素,特别是对声波在浅海环境中的传播具有重要影响。为分析底质特性参数对浅海声传播的影响规律,在浅海环境下利用RAM抛物方程模型,对单层海底、双层海底声学参数模型及不同声源频率下的不同海底声速、声吸收系数、密度、沉积层厚度等底质特性参数对声传播损失进行模拟仿真,通过仿真结果表明:在浅海环境下海底声速对声传播影响最大,近距离时声吸收系数对声传的影响小于海底声速;海底密度对声传播的影响整体上较小;沉积层厚度在声源频率较低时对声传播影响较大。

集合卡尔曼滤波在时变声速剖面追踪中的性能分析

对集合卡尔曼滤波在时变海洋环境下的声速剖面追踪性能进行了分析。将南海实验背景下普林斯顿海洋模型预报的声速剖面正交分解为3阶系数组成的状态-空间形式,其状态转移方程建模为3阶自回归过程;基于卡尔曼反馈理论,利用适合于水平非均匀模型RAM仿真的观测声压场对系统状态进行校正,实现声速剖面的动态追踪。在水平均匀、水平非均匀和海底参数失配环境下的仿真结果均能较好地实现对声速剖面的追踪,验证了算法的可行性。同时对不同信噪比、粒子数、阵元数和海底参数失配等情况下的分析表明,观测信息量的增加可以有效抑制观测误差和模型误差的影响,相关结论得到了实验数据的验证。