在淺海波導(dǎo)環(huán)境中,海底特性對(duì)聲波的傳播衰減的預(yù)測和聲納性能的評(píng)估具有重要影響。使用直接測量難以獲取大面積的海底參數(shù)。海洋底部的物理性質(zhì)與聲場的關(guān)系是波動(dòng)方程與合適邊界條件的解,因此一般利用聲場測量數(shù)據(jù)通過反演方法估計(jì)大面積的地聲參數(shù)。針對(duì)地聲反演,論文提出了基于壓縮傳感的到達(dá)時(shí)間分析反演。在此基礎(chǔ)上,論文首次提出了使用分布式傳感網(wǎng)絡(luò)（Distributed Sensor Network,DSN）反演地聲參數(shù),豐富了DSN的應(yīng)用場景,為感知大面積的海洋環(huán)境提供了新的思路。在未來的水下聲學(xué)觀測中,可以大規(guī)模地布放用于發(fā)射和接收聲信號(hào)的聲學(xué)傳感器,組成分布式傳感網(wǎng)絡(luò),可以用于多種聲學(xué)觀測任務(wù)。使用船舶拖曳的換能器或者水下自主航行器搭載的換能器作為合作性聲源,作為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)加入到DSN中,可以獲取精確的地聲參數(shù)估計(jì)或者低成本、快速地獲取DSN覆蓋區(qū)域的地聲參數(shù)估計(jì)。針對(duì)精確的地聲參數(shù)估計(jì),論文提出了合成水平陣（Synthetic Horizontal Linear Array,SHLA）小尺度地聲參數(shù)反演。以每個(gè)聲學(xué)節(jié)點(diǎn)為中心將DSN覆蓋海域分割成若干個(gè)子區(qū)域,將每一個(gè)子區(qū)域建模為距離無關(guān)的環(huán)境... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：143 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－３?ＤＳＮ的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖中藍(lán)色圓圈為接收節(jié)點(diǎn)的布放位置，紅色曲線為聲源運(yùn)動(dòng)??軌跡，綠色“Ｘ”為聲源在第二個(gè)接收節(jié)點(diǎn)的子區(qū)域發(fā)射若干次信號(hào)的位置

＃?？?＼?？?＃??圖１－３?ＤＳＮ的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖中藍(lán)色圓圈為接收節(jié)點(diǎn)的布放位置，紅色曲線為聲源運(yùn)動(dòng)??軌跡，綠色“Ｘ”為聲源在第二個(gè)接收節(jié)點(diǎn)的子區(qū)域發(fā)射若干次信號(hào)的位置。箭頭指向的小圖為??ＳＨＬＡ的側(cè)視圖，將聲源不同時(shí)刻在綠色“ｘ”處發(fā)射的信號(hào)等效為水平陣。??１０??

圖２－１兩層淺海環(huán)境模型??２．１．１．１簡正波模型??筒正波模型由Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ方程推導(dǎo)而來。對(duì)于如圖２－１的距離無關(guān)的兩層淺海波導(dǎo)環(huán)境??模型，在水體底部是一層沉積層，沉積層底部是半無限空間，稱為基底。聲源和接收節(jié)點(diǎn)??布放于水體中。假設(shè)聲速與密度只依賴于深度Ｉ??其中，＆為聲源的深度，２為接收水聽器的深度，ｒ?yàn)槁曉矗邮展?jié)點(diǎn)的水平距離，ｗ為信??號(hào)的角頻率，ｃ（２）和分別是深度為２處的聲速和密度，ｐ（ｒ，２）為位于（ｒ，２）處接收到??的聲壓。??使用分離變量法，令ｐ（ｒ，４?＝傘（ｒ）屯Ｑ），代入到公式（２－１）中，??屮、?ｏｏ２?Ｔ１?＾??———（ｒ?—一?］?＋?—?ｐ（＾ｚ）——?（?—－￣－?——?）?＋?—ｒ－—屯＝０？?（２－２）??￥?Ｌｒ?３ｒ?Ｖ?ｄｒ?＇＼?屮?Ｌ＇、々２?Ｖｐ⑷辦?Ｖ?ｃ２（２）」??公式（２－２）中兩個(gè)方括號(hào)中的式子分別是ｒ和２的函數(shù)，因此等式成立的條件是兩部分均??為常數(shù)。令右部分的式子等于ＡＶ２ｍ，于是獲得模方程，??Ｐ（２）基?＋?［＾－蜂ｍ（２）?＝?〇，?（２＇３）??公式（２－３）被稱為模方程

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水下無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展[J]. 郭忠文,羅漢江,洪鋒,楊猛,倪明選.  計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展. 2010(03)
[2]水聲通信與水聲網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 許肖梅.  聲學(xué)技術(shù). 2009(06)

博士論文
[1]網(wǎng)絡(luò)式海洋聲學(xué)層析動(dòng)力學(xué)狀態(tài)—空間建模與處理[D]. 張贏.浙江大學(xué) 2016
[2]狀態(tài)—空間模型移動(dòng)平臺(tái)聲—海反演：理論、方法與系統(tǒng)[D]. 張明.浙江大學(xué) 2015



本文編號(hào)：3139241