深海垂直阵直达声区目标反卷积定位方法

深海声源定位的常规方法通常是利用水听器阵列接收声源信号的多途到达信息与仿真结果进行匹配实现定位。针对常规方法难以直接提取相近多途到达角的问题,提出了一种基于反卷积的深海垂直阵水下目标定位方法。该方法采用自适应迭代的频域Richardson-Lucy算法对深海声源目标多途到达角进行直接估计,通过匹配声场到达角特征模板实现测距与定深。仿真和实验结果表明,该定位方法比常规方法有着更高的定位精度与适用性,并且具有较高的计算效率。

深海直达声区水下声源距离深度联合估计

深海直达声区声场存在明显的多途结构,可用于水下声源被动定位。本文根据一次南海实验获取的数据,研究基于双水听器接收信号互相关函数和单水听器接收信号自相关函数的水下声源距离深度联合估计方法。首先假设声源深度位于50m^300m之间,根据双水听器互相关函数提取直达波到达时间差估计水下声源距离,然后根据距离估计结果以及单水听器自相关函数提取的直达波与海面反射波时延差估计水下声源深度,最后计算声源深度估计结果的平均值再与双水听器互相关函数结合得到更为精确的距离估计结果。结果表明,采用此方法估计的水平距离相对误差在10.5%以内,声源深度相对误差小于13.3%。

深海直达声区中大深度声场水平纵向相关特性

深海直达声区中大深度声场水平纵向相关特性对海底水平阵阵形设计和相应的信号处理技术具有重要参考意义。基于2016年南海冬季一次深海不完全声道声传播实验,分析大深度声场特性及水平纵向相关性,对深海直达声区中大深度声场水平纵向相关性进行理论研究和数值仿真。结果表明:大深度声场的水平纵向相关半径与声能量高低无关,直达声区中大深度声场的干涉特性导致声场水平纵向相关系数存在振荡结构,声场水平纵向相关半径与声场传播损失的振荡周期一致,振荡周期越大,水平纵向相关半径越大;直达声区中声场水平纵向相关半径的大小随声源频率和声源深度的增大而变小,直达声区中近距离处声场水平纵向相关半径受接收深度变化影响较小,但在远距离处随接收深度的增大而增大。