【摘要】：海洋聲層析技術(shù)是從聲音傳播時間數(shù)據(jù)或其它的聲傳播特性來推斷聲場穿過的區(qū)域的海洋特性�；诼曅盘柖嗤緜鞑r間反演海水聲速剖面是一種重要的海洋聲層析方法,精確獲得聲信號多途時延信息對于研究海洋聲層析技術(shù)具有重要意義。為了實現(xiàn)一定區(qū)域內(nèi)的聲層析研究,需要在不同的位置布放聲源,通過各個方向聲信號到達接收處的時間信息來反演聲速剖面,那么在接收處就需要有效地區(qū)分不同聲源發(fā)射的信號,本文針對海洋聲層析的實際需求,研究了多源分辨和時延估計的方法。引入多址通信中多址技術(shù)的概念,發(fā)射信號采用偽隨機序列中的m序列,不同的聲源信號分配不同的m序列形式,實現(xiàn)了聲層析中的多源分辨。論文基于射線聲學(xué)理論,給出了海洋聲層析接收信號模型,仿真分析了水平分層介質(zhì)中不同海洋環(huán)境下的信道結(jié)構(gòu),并運用拷貝相關(guān)和MUSIC算法仿真多途時延估計性能,以及多源情況下m序列分辨信源的性能。應(yīng)用本文研究的方法處理了海試數(shù)據(jù)。研究結(jié)果顯示:m序列能有效的區(qū)分不同聲源發(fā)射來的信號,并有利于多途時延信息提取,MUSIC算法在信噪比較高的條件下性能優(yōu)于拷貝相關(guān)法。
【圖文】：

１．２．１海洋聲層析概述逡逑２０世紀７０年代，人們開始進行海洋潮汐、內(nèi)波等海洋現(xiàn)象的研究，并陸續(xù)給出了逡逑這些現(xiàn)象的原理。海洋中尺度渦旋理論的建立，沖破了傳統(tǒng)的海流形成機理思想，但是逡逑利用傳統(tǒng)的海洋調(diào)查方法去觀測中尺度渦現(xiàn)象是比較困難的，針對這個問題，在上世紀逡逑８０年代，Ｍｕｎｋ和Ｗｕｎｓｃｈ正式提出了海洋聲層析（Ｏｃｅａｎ邋Ａｃｏｕｓｔｉｃ邋Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ邋，簡稱逡逑ＯＡＴ）概念［２］，他們分別從理論和技術(shù)上論證了用聲學(xué)方法來監(jiān)測海洋中尺度現(xiàn)象的可行逡逑性。并在１９８１年完成了首次海洋聲層析驗證實驗，隨后，越來越多的機構(gòu)開始研究海逡逑洋聲層析的應(yīng)用。逡逑海洋聲層析實驗一般是在待測量海域布置若干個聲源和接收器，聲信號由聲源出逡逑發(fā)，沿著不同路徑到達接收器（如圖１．１和１．２所示），因此接收的信號攜帶了傳播路徑逡逑海域的環(huán)境信息，利用精確測量到的聲線的到達時間等數(shù)據(jù)，結(jié)合水聲傳播原理就可以逡逑推斷出海水的環(huán)境參數(shù)。這種方法的優(yōu)點在于［３＇４］：邋１、少量的人力物力就可以長時間監(jiān)逡逑測大范圍內(nèi)的海洋環(huán)境；２、聲傳播的累計效應(yīng)可以獲得直接測量難以獲得的時間平均、逡逑空間綜合的結(jié)果；３、由外圍的測量結(jié)果就能夠知道海洋內(nèi)部的環(huán)境信息；４、可以采用逡逑一對聲源－水聽器利用聲信道的多途特性就能實現(xiàn)垂直采樣。逡逑

洋聲層析的應(yīng)用。逡逑海洋聲層析實驗一般是在待測量海域布置若干個聲源和接收器，聲信號由聲源出逡逑發(fā)，沿著不同路徑到達接收器（如圖１．１和１．２所示），因此接收的信號攜帶了傳播路徑逡逑海域的環(huán)境信息，利用精確測量到的聲線的到達時間等數(shù)據(jù)，，結(jié)合水聲傳播原理就可以逡逑推斷出海水的環(huán)境參數(shù)。這種方法的優(yōu)點在于［３＇４］：邋１、少量的人力物力就可以長時間監(jiān)逡逑測大范圍內(nèi)的海洋環(huán)境；２、聲傳播的累計效應(yīng)可以獲得直接測量難以獲得的時間平均、逡逑空間綜合的結(jié)果；３、由外圍的測量結(jié)果就能夠知道海洋內(nèi)部的環(huán)境信息；４、可以采用逡逑一對聲源－水聽器利用聲信道的多途特性就能實現(xiàn)垂直采樣。逡逑＇邐１５０邋丨《邋？邋丨00邋Ｍ邋Ｗ逡逑盧３锏？邋ｒ１邐距離逡逑圖１．１海水水平剖面聲層析邐圖１．２海水垂直剖面聲層析逡逑１９７８年，Ｍｏｄｅ邋Ｇｒｏｕｐ分析了海洋環(huán)流動能和海洋中尺度現(xiàn)象之間的密切關(guān)系［５１。逡逑１逡逑
【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】：2014
【分類號】：TN911.23

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本文編號：2586226