【摘要】：針對(duì)淺海環(huán)境中傳播的低頻寬帶水聲脈沖信號(hào),基于簡(jiǎn)正波水平波數(shù)差和波導(dǎo)不變量之間的關(guān)系,本文提出了一種利用距離-頻散參數(shù)二維平面聚焦測(cè)距與匹配模態(tài)能量定深的目標(biāo)聲源定位方法.首先,通過將由頻散參數(shù)和波導(dǎo)不變量表示的前幾階模態(tài)相速度與由環(huán)境模型計(jì)算的相速度進(jìn)行對(duì)比分析,從而估計(jì)出前幾階模態(tài)的頻散參數(shù)和環(huán)境的波導(dǎo)不變量.其次,利用估計(jì)出的頻散參數(shù)值和波導(dǎo)不變量對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行消頻散變換處理,只有當(dāng)接收信號(hào)的距離參數(shù)等于目標(biāo)聲源距離時(shí),各號(hào)簡(jiǎn)正波的幅度均達(dá)到最大值,在距離-頻散參數(shù)二維平面上,出現(xiàn)聲壓聚焦的現(xiàn)象,利用此現(xiàn)象可以估計(jì)目標(biāo)聲源的距離.不僅如此,消頻散變換后的接收信號(hào),前幾階模態(tài)在時(shí)域上明顯地分離開來,可以準(zhǔn)確地估計(jì)出前幾階模態(tài)的能量,采用多模態(tài)能量匹配的方式,可以估計(jì)出目標(biāo)聲源的深度.最后,通過對(duì)仿真和冬季獲得的氣槍信號(hào)數(shù)據(jù)處理結(jié)果驗(yàn)證了本文方法的有效性.
[Abstract]:Based on the relationship between normal wave horizontal wave number difference and waveguide invariance, the low frequency broadband underwater acoustic pulse signal propagated in shallow sea environment is studied. In this paper, a method of target source location based on distance-dispersion parameter two-dimensional plane focusing ranging and matching modal energy determination is presented. Firstly, the first several modal phase velocities expressed by dispersion parameters and waveguide invariants are compared with those calculated by environment model, and then the dispersion parameters of the first several modes and the waveguide invariants of the environment are estimated. Secondly, the received signal is processed by the estimated dispersion parameter and waveguide invariants. Only when the distance parameter of the received signal is equal to the distance of the target sound source, the amplitude of the normal wave of each signal reaches the maximum value, and the amplitude of the received signal reaches the maximum when the distance parameter of the received signal is equal to the distance of the target source. On the two-dimensional plane of the distance-dispersion parameter, there is a phenomenon of sound pressure focusing, which can be used to estimate the distance of the target sound source. Moreover, the received signals after the dispersion transformation are clearly separated in time domain, and the energy of the first several modes can be accurately estimated, and the depth of the target sound source can be estimated by means of multi-modal energy matching. Finally, the validity of the proposed method is verified by the simulation results and the data processing results of the air gun signal obtained in winter.
【作者單位】： 西北工業(yè)大學(xué)海洋聲學(xué)信息感知工業(yè)和信息化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):11174235)資助的課題~~
【分類號(hào)】：TB52

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本文編號(hào)：2458174