發(fā)布時間：2020-06-09 12:42

【摘要】：海底地聲參數(shù)是影響海洋中聲傳播的重要因素,地聲參數(shù)不確定或不準確時,影響聲傳播的預(yù)報結(jié)果,進而影響基于聲傳播模型的水中目標(biāo)定位性能。地聲參數(shù)的獲取是淺海聲學(xué)研究的一項重要內(nèi)容,地聲參數(shù)獲取研究在軍事和民用上具有重大意義。地聲參數(shù)的獲取有兩大類方法,一類是海底采樣法和原位測量,一類是基于物理模型的聲學(xué)參數(shù)反演。由于海洋環(huán)境的時變性與復(fù)雜性,地聲參數(shù)反演省時省力而且保護環(huán)境,并可獲取大范圍的海底聲學(xué)參數(shù),利用聲傳播特性進行地聲參數(shù)反演是水聲界的主流方法。針對地聲參數(shù)獲取問題,本文使用以聲傳播模型和信號處理相結(jié)合的�；盘柼幚砝碚摓榛A(chǔ),通過構(gòu)建狀態(tài)方程與測量方程,結(jié)合粒子濾波算法,使用帶權(quán)值粒子的分布來表示參數(shù)的后驗概率分布,不斷地迭代實現(xiàn)參數(shù)的追蹤,將參數(shù)反演問題轉(zhuǎn)換為參數(shù)追蹤問題或求目標(biāo)狀態(tài)的問題,選擇后驗概率最大的狀態(tài)當(dāng)作目標(biāo)狀態(tài)。本文在粒子濾波算法、聲傳播理論和海洋環(huán)境模型理論基礎(chǔ)上,確定地聲反演參數(shù),選取聲壓作為觀測量,并引入粒子群對粒子濾波進行優(yōu)化,建立了基于聲壓概率模型的海底聲學(xué)參數(shù)反演方法,粒子群優(yōu)化后的粒子濾波降低了粒子數(shù)從而節(jié)約時間,且提高了反演精度。本文開展了粒子濾波用于地聲參數(shù)反演的仿真分析,證明了反演方法的可行性。利用海上實驗中垂直水聽器陣上接收的定深爆炸源產(chǎn)生的信號,進行了基于寬帶聲源地聲參數(shù)反演實驗數(shù)據(jù)處理,得到了實驗海區(qū)的海底地聲參數(shù)。
【圖文】：

第 1 章 緒論.2.1 匹配場海底參數(shù)反演匹配場處理[5-6]（MFP：Matched Filed Processing）：匹配場就是利用聲場模型結(jié)境參數(shù)計算出聲場匹配量，此處的匹配量可以是聲壓，波阻抗，模態(tài)函數(shù)等，，用此量與基陣接收到的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理得到的匹配量相比較，通過目標(biāo)函數(shù)比較他們的相，最后通過尋優(yōu)算法尋找最大目標(biāo)函數(shù)所對應(yīng)的狀態(tài)參數(shù)。狀態(tài)參數(shù)是距離信息那是匹配場定位，如果狀態(tài)參數(shù)為環(huán)境參數(shù)那么這個過程就是匹配場反演。在水聲應(yīng)用領(lǐng)域反演流程如下：

圖 1.2 水聲�；盘柼幚� 年 Candy 和 Sullivan[25]提出了‘�；孀R器’（MBID）的概念，即在聲壓將垂直陣列上聲壓與模態(tài)函數(shù)的關(guān)系作為測量方程，利用已知的參數(shù)信息度上的模態(tài)函數(shù)互相遞推來估計模態(tài)函數(shù)。用�；孀R器不僅可以估計模波數(shù)還可以做聲速剖面（SSP）的反演估計[26]。1994 年 Hudson Canyon 將為窄帶信號，然后使用它們組合�；盘柼幚砥鞯姆椒ㄟM行了寬帶聲場處最佳貝葉斯解[27]。Yardim 等人詳細比較了卡爾曼濾波、無跡卡爾曼與粒，并且使用水平陣做了隨距離變化的海底的 SSP，沉積層厚度，沉積層的減等參數(shù)，用垂直陣研究了隨時間變化的海底的 SSP，沉積層厚度，沉積積層衰減等參數(shù)[28]。Carriere[29]等人使用擴展卡爾曼的方法反演了聲速剖。此后他們進一步使用比擴展卡爾曼更好的無跡卡爾曼方法來反演了與距剖面。Nattapol Aunsri 等人[30]使用序貫濾波技術(shù)反演了沉積層的聲速剖。Ivan Zorych[31]等人利用粒子濾波追蹤到了散射曲線。Yong-Min Jianghapman[32]使用貝葉斯反演了動態(tài)淺海環(huán)境下的參數(shù)，并做了概率分[33]
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB56

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 高峰;王金平;湯天波;;世界主要海洋國家海洋發(fā)展戰(zhàn)略分析[J];世界科技研究與發(fā)展;2009年05期

2 李秀林,李整林,李風(fēng)華,彭朝暉;淺海水平縱向相關(guān)與海底參數(shù)反演[J];自然科學(xué)進展;2005年01期

3 李風(fēng)華,張仁和;由脈沖波形與傳播損失反演海底聲速與衰減系數(shù)[J];聲學(xué)學(xué)報;2000年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 楊坤德;水聲信號的匹配場處理技術(shù)研究[D];西北工業(yè)大學(xué);2003年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 付金山;海底參數(shù)反演技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

本文編號：2704706