申请/专利权人：自然资源部第三海洋研究所;中国科学院声学研究所

申请日：2023-12-29

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN117826162A

主分类号：G01S15/10

分类号：G01S15/10

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.23#实质审查的生效;2024.04.05#公开

摘要：基于不同号简正波到达时间差的北极双声道水下宽带脉冲声源距离估计方法，涉及声纳定位。利用北极双声道海域实测的双声道声速剖面，利用简正波声场计算模型计算各号简正波不同频率下的群速度，根据双声道声速剖面下形成的频散结构交叉特点计算各号简正波的等效群速度，得各号简正波到达时刻随传播距离的变化情况，对于实际海上实验采集的远距离传播的宽带脉冲声信号，通过带通滤波、希尔伯特变换等结合其频散结构特征得各号简正波到达时刻的估计，得各号简正波到达时间差，与模型仿真计算估计结果匹配获得声信号的声源距离估计。不需大规模同步水听器阵列，也不需匹配场方法的大规模声场计算，不受浅海底山影响，海底地形复杂变化的条件下也适用。

主权项：1.基于不同号简正波到达时间差的北极双声道水下宽带脉冲声源距离估计方法，其特征在于包括以下步骤：1在北极双声道海域利用实验船布放水声信号采集系统组成的锚系潜标系统用于远距离声信号采集，其中水听器接收深度设置在表层海水中，同时在船上利用声速剖面仪采集全水声声速剖面，特别是表层声速剖面需要精确采集；2对于双声道海域采集的全水深声速剖面，利用简正波声场计算模型计算前三号简正波在40Hz到90Hz的频率范围内群速度随频率的变化曲线，其中假定海深固定不变为2000m，对于第一号简正波取该频率范围内的群速度最大值作为第一号简正波的等效群速度，对于第二号简正波取该频率范围内的平均群速度作为第二号简正波的等效群速度，对于第三号简正波取该频率范围内的群速度最小值作为第三号简正波的等效群速度，之后，根据一二号简正波的等效群速度计算一二号简正波到达时间差随传播距离的变化曲线，根据二三号简正波的等效群速度计算二三号简正波到达时间差随传播距离的变化曲线；3对声信号采集系统中采集到的北极双声道海域远距离传播的宽带脉冲声信号，开展时域波形分析和时频分析，对时域波形开展带通滤波、希尔伯特变换等操作获得声信号的时域波形包络，对接收声信号开展时频分析确定声信号中的前三号简正波的频散曲线，同时在对应时域波形包络中确定前三号简正波的到达时刻；对于有明显三号简正波的情况，第一号简正波到达时刻为最早到达的脉冲峰值时刻，第二号简正波到达时刻为中间的峰值脉冲时刻，第三号简正波到达时刻为最后的峰值脉冲时刻；对于只有一二号简正波的情况，第一号简正波到达时刻为最早到达时的脉冲峰值时刻，第二号简正波到达时刻为最后的峰值脉冲时刻；之后，根据前三号简正波到达时刻计算一二号简正波到达时间差、二三号简正波到达时间差；4利用实测信号中得到的一二号简正波到达时间差、二三号简正波到达时间差，与声场计算模型计算得到各号简正波到达时间差随距离变化曲线进行匹配，获得对于北极双声道下宽带脉冲声信号的声源距离估计结果。

全文数据：

权利要求：

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