浅海环境中用于目标深度属性判别的线谱起伏特征量分析

浅海环境中目标辐射线谱的起伏特征可用于水面、水下目标深度属性判别.已有研究未给出表征水面、水下线谱起伏差异的物理量性质,导致利用不同物理量进行目标深度属性判别时性能不佳.针对这一问题,本文从声源深度起伏所导致的线谱起伏出发,采用微分方法与统计方法对线谱起伏规律进行分析,研究了线谱起伏产生的物理机理,得到了适合用于水面、水下目标深度属性判别的物理量.首先,分别推导了复声压实部、声功率与声压幅值关于声源深度的导数关系式,得到了以上三种物理量在声源深度起伏时的起伏大小;其次,利用仿真实验数据从接收深度、声源水平距离、线谱频率等层面对理论推导进行验证,并对线谱的归一化起伏特征进行了分析.最后,利用海试数据验证了相关结论.结果表明,当声源的深度起伏时,水面、水下线谱的起伏差异源自各阶模态的相互作用.声源频率、声源水平距离、接收深度三种因素决定了模态间相互作用的性质.声压幅值适用于构建目标深度属性判别特征量,可用于表征低频线谱的强度起伏差异.数值仿真和海试数据处理结果表明,相较于声压实部和声功率,利用声压幅值构建的归一化水面、水下目标深度属性判别特征量具有更优性能.

基于浅海声强干涉的双水听器运动声源速度估计

针对低信噪比时难以利用低频分析记录谱中宽带连续谱条纹状干涉图样估计声源运动速度的问题,提出一种基于双水听器利用线谱声强干涉起伏估计运动声源速度的方法。该方法利用声源运动参数对时间维线谱声强干涉起伏进行重采样,得到满足正比关系的不同频率线谱声强干涉起伏。通过建立两频率线谱声强干涉起伏之间相关系数的代价函数,搜索出双水听器各自对应的最近通过时间和距速比参数,再结合声源与双水听器的距离位置关系,最终解算出声源运动速度。仿真实验表明,该方法能有效估计声源运动速度,对背景噪声下低速运动声源有较好的测速效果.