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深海海底山引起的混响杂波联合预报方法
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作者 杨华 秦继兴 +1 位作者 莫东鹏 高博 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期466-473,共8页
针对深海复杂海域的主动探测混响杂波干扰的联合工程预报问题,本文基于三维射线-简正波理论建立了深海海底山引起的混响杂波联合预报方法,将海底山当作一类具有强散射特征的体积散射源,提出了对海底山的体积散射函数在水平和垂直维度上... 针对深海复杂海域的主动探测混响杂波干扰的联合工程预报问题,本文基于三维射线-简正波理论建立了深海海底山引起的混响杂波联合预报方法,将海底山当作一类具有强散射特征的体积散射源,提出了对海底山的体积散射函数在水平和垂直维度上进行网格划分的数值积分方法。研究了不同水平方位,不同地形条件下的海底混响和海底山杂波强度特征。实现了小起伏水平海底和海底山地形的深海海底混响和海底山杂波的统一预报。研究结果表明:海底山的体积散射源经过水平和垂直维度的划分后,可以和水平海底的小尺度散射过程形成有效耦合,而海底山杂波的时间尺度和包络强度分别受海底山的水平宽度和垂直高度影响。通过海上实验数据比对,验证了本文所提预报方法的准确性。 展开更多
关键词 深海混响 海底山 杂波 混响杂波模型 射线理论 主动声呐 体积散射 混响预报
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粗糙海底散射对浅海混响有规干涉结构的影响
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作者 杨华 秦继兴 +1 位作者 左乙茹 庞杰 《声学技术》 CSCD 北大核心 2024年第6期761-771,共11页
在浅海波导中,海底混响是构成混响的主要因素。由于波导效应,浅海海底混响在时间-频率域会出现稳定的有规干涉结构,但是该结构受海底散射影响严重,为准确提取有规干涉结构带来困难。文章通过条件生成对抗网络、仿真建模和实验验证,分析... 在浅海波导中,海底混响是构成混响的主要因素。由于波导效应,浅海海底混响在时间-频率域会出现稳定的有规干涉结构,但是该结构受海底散射影响严重,为准确提取有规干涉结构带来困难。文章通过条件生成对抗网络、仿真建模和实验验证,分析了不同海底声学参数与混响有规干涉结构的关系,讨论了粗糙海底散射对浅海混响有规干涉结构的影响。结果表明,海底底质参数如海底声速对混响波导不变量取值影响较大,海底界面参数会破坏混响有规干涉结构的观测及混响强度。在利用条件生成对抗网络恢复混响干涉条纹时发现,短时傅里叶变换时频参数的选取会影响混响干涉条纹的恢复效果。初步研究表明,信号确定的时频参数与相关粗糙海底参数相匹配时,干涉条纹的恢复效果较好。 展开更多
关键词 混响有规干涉结构 粗糙海底散射 波导不变量 短时傅里叶变换
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水平变化波导中一种声场计算方法的数值实现 被引量:1
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作者 秦继兴 杨春梅 骆文于 《应用声学》 CSCD 北大核心 2012年第2期145-151,共7页
全局矩阵方法计算水平变化环境中的声场具有稳定性好、速度快、精度高等优点,在数值实现中如何快速、准确的求解大规模矩阵是该方法的一个关键问题。本文针对全局矩阵的特点,分别利用两种矩阵求解器,PARDISO和LAPACK,求解该问题。经过... 全局矩阵方法计算水平变化环境中的声场具有稳定性好、速度快、精度高等优点,在数值实现中如何快速、准确的求解大规模矩阵是该方法的一个关键问题。本文针对全局矩阵的特点,分别利用两种矩阵求解器,PARDISO和LAPACK,求解该问题。经过比较和讨论,得出结论:LAPACK对于全局矩阵的求解更有优势,求解速度快,而且可求解问题规模相对较大。使用不同的数值实现方法计算了楔形波导的传播损失(ASA标准问题),与解析解比较,证明全局矩阵方法计算精度很高。 展开更多
关键词 全局矩阵方法 耦合简正波 水平变化波导 线性系统求解器
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深海直达声区水下声源距离深度联合估计 被引量:14
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作者 王梦圆 李整林 +1 位作者 秦继兴 吴双林 《信号处理》 CSCD 北大核心 2019年第9期1535-1543,共9页
深海直达声区声场存在明显的多途结构,可用于水下声源被动定位。本文根据一次南海实验获取的数据,研究基于双水听器接收信号互相关函数和单水听器接收信号自相关函数的水下声源距离深度联合估计方法。首先假设声源深度位于50m^300m之间... 深海直达声区声场存在明显的多途结构,可用于水下声源被动定位。本文根据一次南海实验获取的数据,研究基于双水听器接收信号互相关函数和单水听器接收信号自相关函数的水下声源距离深度联合估计方法。首先假设声源深度位于50m^300m之间,根据双水听器互相关函数提取直达波到达时间差估计水下声源距离,然后根据距离估计结果以及单水听器自相关函数提取的直达波与海面反射波时延差估计水下声源深度,最后计算声源深度估计结果的平均值再与双水听器互相关函数结合得到更为精确的距离估计结果。结果表明,采用此方法估计的水平距离相对误差在10.5%以内,声源深度相对误差小于13.3%。 展开更多
关键词 深海 直达声区 距离估计 深度估计
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深海直达声区中大深度声场水平纵向相关特性 被引量:1
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作者 王梦圆 李整林 +2 位作者 秦继兴 吴双林 王光旭 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期817-826,共10页
深海直达声区中大深度声场水平纵向相关特性对海底水平阵阵形设计和相应的信号处理技术具有重要参考意义。基于2016年南海冬季一次深海不完全声道声传播实验,分析大深度声场特性及水平纵向相关性,对深海直达声区中大深度声场水平纵向相... 深海直达声区中大深度声场水平纵向相关特性对海底水平阵阵形设计和相应的信号处理技术具有重要参考意义。基于2016年南海冬季一次深海不完全声道声传播实验,分析大深度声场特性及水平纵向相关性,对深海直达声区中大深度声场水平纵向相关性进行理论研究和数值仿真。结果表明:大深度声场的水平纵向相关半径与声能量高低无关,直达声区中大深度声场的干涉特性导致声场水平纵向相关系数存在振荡结构,声场水平纵向相关半径与声场传播损失的振荡周期一致,振荡周期越大,水平纵向相关半径越大;直达声区中声场水平纵向相关半径的大小随声源频率和声源深度的增大而变小,直达声区中近距离处声场水平纵向相关半径受接收深度变化影响较小,但在远距离处随接收深度的增大而增大。 展开更多
关键词 大深度声场 深海直达声区 水平纵向相关特性 振荡结构
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水平变化双层波导声传播问题的耦合简正波解 被引量:1
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作者 杨春梅 骆文于 秦继兴 《应用声学》 CSCD 北大核心 2013年第6期446-456,共11页
为了验证现有模型的精度,导出了全反射下边界双层波导中简正波耦合矩阵的解析表达式,并将其应用到全局矩阵耦合简正波模型(Direct global matrix coupled-mode)中,使得该模型可以提供水平变化双层波导问题的标准解。文中首先利用COUPLE... 为了验证现有模型的精度,导出了全反射下边界双层波导中简正波耦合矩阵的解析表达式,并将其应用到全局矩阵耦合简正波模型(Direct global matrix coupled-mode)中,使得该模型可以提供水平变化双层波导问题的标准解。文中首先利用COUPLE的简正波及耦合矩阵数值解验证了该简正波及耦合矩阵解析表达式的正确性;其次,采用改进的DGMCM模型求解了双层波导海山声传播损失,结果表明,改进后的DGMCM模型可以非常精确地求解水平变化双层波导问题,可作为求解此类问题的标准模型使用。 展开更多
关键词 全局矩阵方法 耦合简正波理论 双层波导
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南中国海海域存在孤立子内波条件下的声场统计特性 被引量:4
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作者 张青青 李整林 秦继兴 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第6期821-830,共10页
利用南中国海浅海海域低频声传播起伏实验中获取的水文数据,结合二维平流模型重构出声传播路径上的动态声速场,使用蒙特卡洛方法研究了有无孤立子内波经过时声传播路径上的声传播损失统计特性,并与实验结果进行了对比分析。仿真和实验... 利用南中国海浅海海域低频声传播起伏实验中获取的水文数据,结合二维平流模型重构出声传播路径上的动态声速场,使用蒙特卡洛方法研究了有无孤立子内波经过时声传播路径上的声传播损失统计特性,并与实验结果进行了对比分析。仿真和实验结果表明:当孤立子内波经过声传播路径时,声传播损失起伏剧烈;与“下发上收”相比,“下发下收”情况下传播损失的概率分布更加分散。 展开更多
关键词 孤立子内波 声传播损失 统计特性 浅海
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楔形海域中三维效应对声源距离估计的影响分析 被引量:1
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作者 吴祖勇 秦继兴 +1 位作者 王龙昊 张燕 《应用声学》 CSCD 北大核心 2018年第4期509-517,共9页
楔形海域中声传播通常会出现明显的三维效应,对声源距离估计产生显著影响。使用射线模型,首先对楔形波导中的传播损失进行计算,分析三维效应对于声波传播的影响。结果表明,随着距离的增加,水平折射效应愈加明显,所得的三维结果与使用二... 楔形海域中声传播通常会出现明显的三维效应,对声源距离估计产生显著影响。使用射线模型,首先对楔形波导中的传播损失进行计算,分析三维效应对于声波传播的影响。结果表明,随着距离的增加,水平折射效应愈加明显,所得的三维结果与使用二维模型计算所得相差逐渐增大。然后对比二维声场和三维声场中的接收波形,并对其进行模态分离,证明在某些接收位置将会出现明显的多阶模态到达或模态影区。最后通过匹配全波解以及不同号简正波所对应的脉冲波形进行声源距离估计研究,并分析三维效应对于声源距离估计结果的影响。结果表明:由于三维效应的存在,使用三维模型能够准确估计声源距离,而利用二维模型进行估计得到的结果与实际距离相差较多,总体上偏大。 展开更多
关键词 楔形海底 三维效应 距离估计 相关匹配
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海底反射损失的高分辨率估计方法
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作者 秦继兴 《应用声学》 CSCD 北大核心 2015年第2期141-141,共1页
在海洋声学中,海底反射损失是一个重要的物理量,不仅可以用于传播损失的计算,也可以用来反演海底参数(如声速、密度、吸收系数等)。海底反射损失与声波频率和掠射角有关,近年来出现了多种估计方法,其中一种简单的被动方法是对环... 在海洋声学中,海底反射损失是一个重要的物理量,不仅可以用于传播损失的计算,也可以用来反演海底参数(如声速、密度、吸收系数等)。海底反射损失与声波频率和掠射角有关,近年来出现了多种估计方法,其中一种简单的被动方法是对环境噪声做垂直波束形成,来自海底与来自海面的噪声比例能够反映出海底反射损失的大小。该方法的一个主要优点是能够直接得到反射损失,不需要任何反演机制。但有一个明显的缺点,当垂直接收阵较短时,由于角度分辨率不足,结果误差较大。 展开更多
关键词 反射损失 估计方法 海底 高分辨率 环境噪声 角度分辨率 海洋声学 传播损失
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