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An improved positioning model of deep-seafloor datum point at large incidence angle
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作者 Qianqian LI Shoulian CAO +2 位作者 Fanlin YANG Yu LUO Qian TONG 《Journal of Oceanology and Limnology》 SCIE CAS CSCD 2024年第1期90-100,共11页
The inhomogeneous sound speed in seawater causes refraction of sound waves,and the elimination of the refraction effect is essential to the accuracy of underwater acoustic positioning.The raytracing method is an indis... The inhomogeneous sound speed in seawater causes refraction of sound waves,and the elimination of the refraction effect is essential to the accuracy of underwater acoustic positioning.The raytracing method is an indispensable tool for effectively handling problems.However,this method has a conflict between localization accuracy and computational quantity.The equivalent sound speed profile(ESSP)method uses a simple sound speed profile(SSP)instead of the actual complex SSP,which can improve positioning precision but with residual error.The residual error is especially non-negligible in deep water and at large beam incidence angles.By analyzing the residual error of the ESSP method through a simulation,an empirical formula of error is presented.The data collected in the sailing circle mode(large incidence angle)of the South China Sea are used for verification.The experiments show that compared to the ESSP method,the improved algorithm has higher positioning precision and is more efficient than the ray-tracing method. 展开更多
关键词 underwater acoustic positioning seafloor datum points large incident angle equivalent sound speed profile(ESSP) deep water
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空气中风和声速剖面对空气声透射入水影响 被引量:9
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作者 张翼鹏 马远良 《声学技术》 CSCD 北大核心 2007年第2期211-216,共6页
在研究空气声源激发的水下声场时,通常假定空气为静止、均匀半空间,而没有考虑空气中实际声传播条件(风和声速剖面)的影响。在基于传播矩阵的快速场模型基础上,可得出计算运动介质中声传播的二维快速场模型FFP2DM,和远场近似条件下的一... 在研究空气声源激发的水下声场时,通常假定空气为静止、均匀半空间,而没有考虑空气中实际声传播条件(风和声速剖面)的影响。在基于传播矩阵的快速场模型基础上,可得出计算运动介质中声传播的二维快速场模型FFP2DM,和远场近似条件下的一维快速场模型FFP1DM。用这两个模型,对空气中风和声速剖面对空气声透射入水的影响进行研究。结果表明:空气中风速剖面和声速剖面对空气中声传播有很大影响,但对于透射进入水中的声波影响很小。 展开更多
关键词 快速场 运动介质 空气声波透射入水
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三元阵被动测距在浅海低频条件下的声速修正 被引量:3
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作者 陈艳丽 宫在晓 +1 位作者 郭良浩 章伟裕 《声学技术》 CSCD 2014年第6期485-488,共4页
声速是三点被动测距方法中影响距离解算精度的重要参数,当声呐系统的工作频率较高时,一般直接使用海水声速。但随着远距离探测声呐技术的发展,声呐工作频率越来越低。浅海波导中传播的低频声信号的相速度和群速度明显不同于海水声速,选... 声速是三点被动测距方法中影响距离解算精度的重要参数,当声呐系统的工作频率较高时,一般直接使用海水声速。但随着远距离探测声呐技术的发展,声呐工作频率越来越低。浅海波导中传播的低频声信号的相速度和群速度明显不同于海水声速,选取哪个声速项用于距离解算是一个值得研究的问题。通过理论分析与pekeris波导中的数值仿真,确定了三点被动测距解算公式中的速度项应为相速度。仿真结果表明选用简正波相速度用于距离解算能有效降低浅海低频时三点被动测距方法的误差。 展开更多
关键词 低频声场 浅海波导 三点被动测距 声速选取
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浅海环境参数失配对匹配场处理的影响分析 被引量:3
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作者 王奇 王英民 苟艳妮 《计算机仿真》 CSCD 北大核心 2013年第6期252-256,413,共6页
关于海底声波优化定位问题,浅海环境由于地形、季节等因素的影响,使得声场具有复杂的时变、空变特性,严重制约了匹配场处理的稳健性。为了给改善匹配场被动定位提供理论依据,有必要找出影响匹配场处理稳健性的主要因素。在简正波模型的... 关于海底声波优化定位问题,浅海环境由于地形、季节等因素的影响,使得声场具有复杂的时变、空变特性,严重制约了匹配场处理的稳健性。为了给改善匹配场被动定位提供理论依据,有必要找出影响匹配场处理稳健性的主要因素。在简正波模型的基础上,采用常规匹配场处理进行了仿真。通过对比定位结果的声源位置估计偏差、-3dB主瓣宽度、阵的输出谱能量降低等参数,对深度失配、水中声速失配和基底参数失配进行了分析。结果表明深度失配对匹配场处理的影响最大,水中声速失配的影响次之,基底参数的影响最小。 展开更多
关键词 浅海 匹配场处理 深度失配 声速失配 基底参数失配
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低速物体入水溅落声特性研究 被引量:1
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作者 时胜国 王三德 +3 位作者 刘星 江向东 张揽月 王斌 《舰船科学技术》 北大核心 2005年第5期51-54,共4页
在水池中利用声压水听器和矢量水听器对实验模型低速入水产生的溅落声进行了一系列测量实验,对低速物体溅落声信号的波形特征、声源强度随入水角的变化规律以及频谱特性进行了初步分析,并给出了一些实验结果。
关键词 溅落声 入水 低速 声场测量
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深海大深度声场垂直相关特性 被引量:10
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作者 李整林 董凡辰 +1 位作者 胡治国 吴双林 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第13期205-223,共19页
深海声场垂直相关特性对提高垂直阵阵列增益和水下目标探测性能具有重要意义.基于2014年南中国海实验大跨度垂直阵接收的声信号,分析了深海直达区、影区和会聚区等不同距离下的大深度声场垂直相关特性,并使用射线理论解释了深海垂直相... 深海声场垂直相关特性对提高垂直阵阵列增益和水下目标探测性能具有重要意义.基于2014年南中国海实验大跨度垂直阵接收的声信号,分析了深海直达区、影区和会聚区等不同距离下的大深度声场垂直相关特性,并使用射线理论解释了深海垂直相关随空间变化机理.在直达声区内,声场垂直相关半径几乎可以覆盖整个水深,且随着深度增加,直达声和海面反射声到达时间差增加,相关略有下降.在声影区内,声场能量主要来源为经一次海底反射和一到两次海面反射的声线,垂直相关整体偏低.第一会聚区内垂直相关系数随着接收深度的增加而周期性振荡,并且与声能量在深度上的分布具有相似结构,这是高声强区域两组反转声线在垂直方向上周期性干涉的结果. 展开更多
关键词 垂直相关 深海声场 振荡结构
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深海直达声区中大深度声场水平纵向相关特性 被引量:1
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作者 王梦圆 李整林 +2 位作者 秦继兴 吴双林 王光旭 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期817-826,共10页
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... 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。 展开更多
关键词 大深度声场 深海直达声区 水平纵向相关特性 振荡结构
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水下声速场构建方法综述 被引量:2
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作者 黄威 高凡 +1 位作者 王君婷 徐天河 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期2005-2017,共13页
实时、精确地构建区域声速场是建设水下综合定位、导航、授时与通信体系的重要组成部分。本文梳理并分析了水下声速场构建领域的研究现状,总结了声速剖面直接测量方法与反演方法。声速反演法相比于直接测量法具有更高的便捷性和可接受... 实时、精确地构建区域声速场是建设水下综合定位、导航、授时与通信体系的重要组成部分。本文梳理并分析了水下声速场构建领域的研究现状,总结了声速剖面直接测量方法与反演方法。声速反演法相比于直接测量法具有更高的便捷性和可接受的精度性能。然而,声速反演方法依赖于声呐观测数据,因此难以适用于无水下观测系统覆盖的地区,并且无法对未来时刻的声速分布进行预测。如何在无声场观测数据情况下,综合利用历史先验信息进行智能化、高精度地全海深声速场构建,弹性化为水下用户提供不同精度、实时性需求的声速分布估计服务,是未来声速场构建研究主流趋势。 展开更多
关键词 水下声速场 声速剖面反演 射线声学理论 匹配场处理 正交经验函数分解 启发式算法 压缩感知 深度学习 神经网络
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深海海面目标单水听器被动测距方法与验证 被引量:2
9
作者 翁晋宝 杨燕明 《海洋学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期36-45,共10页
基于射线理论分析了在深海情况下海面声源产生声场的频率-距离干涉结构,给出了影区内声场频率-距离干涉结构的近似理论表达式,分析得到影区内声场频域干涉周期随收发距离的增加而增大、随着接收水听器深度的增加而减小。因此由单水听器... 基于射线理论分析了在深海情况下海面声源产生声场的频率-距离干涉结构,给出了影区内声场频率-距离干涉结构的近似理论表达式,分析得到影区内声场频域干涉周期随收发距离的增加而增大、随着接收水听器深度的增加而减小。因此由单水听器记录的声场干涉结构即可实现被动声源距离估计。在南海深海实验中观测到海面宽带噪声源在声场影区形成的声场干涉结构,对实验获得声场干涉结构的处理结果验证了深海声场影区干涉结构用于被动声源距离估计的有效性。与传统的匹配场被动定位方法相比,该方法不需要已知海底声学参数和大规模的拷贝场计算。 展开更多
关键词 海面目标 深海声场影区 声场干涉结构 被动测距
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海洋声速场的经验正交函数描述及声速剖面预报 被引量:9
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作者 周士弘 张茂有 周日鹏 《海洋通报》 CAS CSCD 北大核心 1999年第5期27-34,共8页
针对位于东海外缘台湾东北部冲绳海槽张裂带以西的深海海域声速场的统计资料,分析利用少于5号经验正交函数描述声速场,探索利用经验正交函数、海表和温跃层水温对海水声速剖面进行预报的方法.研究结果对于声速场数据库的建设、海洋声速... 针对位于东海外缘台湾东北部冲绳海槽张裂带以西的深海海域声速场的统计资料,分析利用少于5号经验正交函数描述声速场,探索利用经验正交函数、海表和温跃层水温对海水声速剖面进行预报的方法.研究结果对于声速场数据库的建设、海洋声速场的预报和水下声层析技术具有重要的意义. 展开更多
关键词 东海 经验正交函数 声速场预报 声速剖面预报
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声速剖面对深海远程声脉冲结构的影响
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作者 吴双林 秦继兴 +2 位作者 李整林 吴禹沈 张仁和 《声学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期774-784,共11页
利用东印度洋和南海海域进行的深海远程声传播实验数据,比较分析了声道轴附近深度发射的声信号在两个海域不同声速剖面结构下的远程传播损失和脉冲时间到达结构。通过对比观测发现,两海域的深海声传播损失特性存在一定的差异,声脉冲时... 利用东印度洋和南海海域进行的深海远程声传播实验数据,比较分析了声道轴附近深度发射的声信号在两个海域不同声速剖面结构下的远程传播损失和脉冲时间到达结构。通过对比观测发现,两海域的深海声传播损失特性存在一定的差异,声脉冲时间到达结构差异性显著。首先,在东印度洋实验中观测到潜标垂直阵同一接收距离上,靠近声道轴传播的声能量较大,且声道轴附近声速较小但沿其传播的声信号却最先到达,而偏离声道轴传播的声信号延后到达,在整个接收深度上呈现出声道轴附近接收波形早于其他深度到达的分支结构,这与南海典型深海环境下的脉冲时间到达结构存在显著差异。其次,结合深海声道的参数化数学模型,分析了声速剖面对远程脉冲传播时间到达结构的影响机理,并理论解释了两个海域实验中观测到的脉冲声信号时间到达结构现象,其形成原因在于深海声道中决定声速剖面结构的声道轴系列参数的差异。该研究结果对通信声呐在不同海域深海远程环境下的应用具有一定的参考意义。 展开更多
关键词 远程声传播 深海声道 声速剖面 脉冲时间到达结构
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