為了改善現(xiàn)有的反向散射強度傳播損失改正方法在混濁水域適應性較弱的問題,提出了混濁水域聲傳播損失計算模型。首先利用不同深度的海洋環(huán)境參數(shù)構(gòu)建聲波吸收系數(shù)剖面,然后基于聲速,沿波束傳播路徑,對每個波束分層計算傳播損失。實驗分析表明,本方法傳播損失改正效果最佳,其Spearman等級相關(guān)系數(shù)絕對值僅為0.04,遠小于傳統(tǒng)模型和TVG改正,大大減弱了混濁水域情況下多波束回波強度與傳播距離的相關(guān)性,有效改善了多波束聲吶圖像的質(zhì)量。 

【文章來源】：海洋科學. 2020,44(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

多波束聲吶信號流程圖

因此根據(jù)聲吶方程,影響海底固有反向散射強度BSB的因素主要有SL、EL、TL、NL、Dr等。傳播損失TL定量描述了聲波傳播一定距離后聲強度的衰減變化,傳播損失由擴展損失和吸收損失兩部分構(gòu)成,圖2展示了影響傳播損失的主要因素。擴展損失是由聲波本身的傳播特性決定的,聲波在傳播過程中波陣面不斷擴大,單位面積能量減少,衰減的速率與波陣面的表面積成正比。對于多波束聲吶系統(tǒng)發(fā)射的球面波,其衰減的速率與傳播距離平方成正比[11]。吸收損失的本質(zhì)是聲傳播過程中部分聲能轉(zhuǎn)化為其他能量(如熱能),且不可逆,主要包括化學弛豫吸收和黏滯吸收,弛豫吸收是指海水中的分子在聲波作用下發(fā)生離解和締合,消耗聲波的能量,黏滯吸收是由于慣性黏滯作用將速度梯度能量轉(zhuǎn)化為熱能而產(chǎn)生的能量損失[12]。1.2 常用傳播損失改正方法

在進行多波束反向散射數(shù)據(jù)處理時,發(fā)現(xiàn)根據(jù)傳統(tǒng)方法處理的結(jié)果中反向散射強度值隨傳播距離的增大而減少,這是由于傳統(tǒng)的改正方法未考慮混濁海水中顆粒物對傳播損失的影響,沒有完全去除傳播損失。因此,如何處理懸浮顆粒物對吸收損失的影響是混濁海水傳播損失計算的關(guān)鍵。本文從聲學機理出發(fā),重新構(gòu)建了多波束聲吶數(shù)據(jù)吸收損失計算模型,使用水體溫度對海洋環(huán)境參數(shù)進行自適應分層,然后基于聲速,對每個波束分層計算吸收系數(shù)和傳播距離,最后將各層傳播損失累計,得到每個波束的傳播損失,改正流程圖如圖3所示。2.1 聲波傳播損失模型改正

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3465612