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信号分离在深海定位中的应用
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作者 袁博 钱鹏 +2 位作者 赵猛 杨馥锦 鹿力成 《应用声学》 北大核心 2025年第1期155-161,共7页
声波在深海中远距离传播时海水吸收、扩展导致传播损失大,接收到的声波能量非常小,同时受到航船风浪等强噪声干扰,声波信号的信噪比非常低。在低信噪比的情况下,信号增强、信号降噪等数据处理方法的效果均降低,对水下目标定位、检测和... 声波在深海中远距离传播时海水吸收、扩展导致传播损失大,接收到的声波能量非常小,同时受到航船风浪等强噪声干扰,声波信号的信噪比非常低。在低信噪比的情况下,信号增强、信号降噪等数据处理方法的效果均降低,对水下目标定位、检测和识别造成很大影响。该文针对水下目标低信噪比定位问题,应用全卷积时域网络,基于信号幅度和相位的解耦,提出了一种快速信噪分离方法。该方法利用了端到端时域分离的深度学习框架,通过线性编码器编码信号,编码之后的信号波形可以通过一组加权函数分离出信号和噪声,最后再使用线性编码器将分离后的信号反转到时域进行目标定位。通过数据仿真验证了该方法的可行性,并对海上实验数据进行处理,取得较好结果。 展开更多
关键词 全卷积时域网络 信噪分离 被动定位系统 深海定位
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四点长基线深海定位模型建立方法及精度分析 被引量:2
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作者 林冠英 刘蔚 +1 位作者 周保成 许铭彬 《海洋科学》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期86-90,共5页
高精度水下定位技术对于维护国家海疆安全、海洋权益和国民经济建设具有十分重要意义和实际应用价值。根据射线在水中的传播特性,利用双曲面定位方法建立长基线深海定位模型,通过计算机仿真获得4 000 m水下信源在10 km^2正方形范围内的... 高精度水下定位技术对于维护国家海疆安全、海洋权益和国民经济建设具有十分重要意义和实际应用价值。根据射线在水中的传播特性,利用双曲面定位方法建立长基线深海定位模型,通过计算机仿真获得4 000 m水下信源在10 km^2正方形范围内的定位误差精度及分布规律。结果表明:浮标网络中心位置定位精度最高,可得到亚米级;离中心位置越远,定位精度越差。 展开更多
关键词 长基线 深海定位 双曲面模型 定位精度
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基于掠射角声线修正及微分迭代的深海UUV免时钟同步定位方法
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作者 康玉柱 申晓红 +2 位作者 王海燕 闫永胜 董海涛 《西北工业大学学报》 北大核心 2025年第3期496-508,共13页
水声传感器网络深海无人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)主要根据几何原理进行水声定位。水下声速不均匀会导致声线传播发生弯曲,用恒定声速来计算节点和UUV之间的距离会产生很大的误差,同时水下环境的复杂性使水下节点和... 水声传感器网络深海无人水下航行器(unmanned underwater vehicle,UUV)主要根据几何原理进行水声定位。水下声速不均匀会导致声线传播发生弯曲,用恒定声速来计算节点和UUV之间的距离会产生很大的误差,同时水下环境的复杂性使水下节点和UUV之间很难做到精确的时钟同步,且维持时钟同步的成本很高。针对节点、UUV间时钟异步和声线弯曲情况,提出了一种基于掠射角声线修正及微分迭代的深海UUV免时钟同步定位方法。该方法在声速剖面和节点接收端掠射角已知的情况下,可以获得比较精确的节点和UUV间水平距离,采用微分迭代方法提高UUV定位精度。通过Matlab仿真和Bellhop模拟实验进行了性能验证,结果表明传统声线修正方法已经不适用节点、UUV时钟异步情况,文中所提基于掠射角声线修正及微分迭代的深海UUV免时钟同步定位方法在掠射角估计误差存在的情况下可以明显提高UUV的定位精度。此外,在掠射角估计误差存在情况下仿真了基于掠射角的声线修正效果,对节点深度的设置和通信范围内节点的选择具有实际的指导意义。 展开更多
关键词 水声传感器网络 深海UUV水声定位 免时钟同步 声线修正 微分迭代算法
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双曲面模型深海三维定位数据模拟及精度分析 被引量:2
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作者 朱祥娥 蔡艳辉 王权 《海洋测绘》 2008年第6期6-9,共4页
结合声波射线传播规律提出了双曲面模型水声定位的数据模拟方法。利用该方法模拟一定浮标网形下声源位于某区域约2 000m水深处10km×10km范围内的声线双曲面模型定位观测数据,进行定位解算,并将截止角的概念引入水声定位中。定位结... 结合声波射线传播规律提出了双曲面模型水声定位的数据模拟方法。利用该方法模拟一定浮标网形下声源位于某区域约2 000m水深处10km×10km范围内的声线双曲面模型定位观测数据,进行定位解算,并将截止角的概念引入水声定位中。定位结果显示,大部分区域水下DGPS定位系统的外符合定位精度在水平方向优于5m,垂直方向优于10m;网形中间区域精度较高,三维定位精度为亚米级。引入角度限制后,定位区域内外符合定位精度水平方向优于1m,垂直方向优于4m。 展开更多
关键词 水声定位 深海定位 定位精度 截止角
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小型矢量阵深海被动定位方法 被引量:2
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作者 杨士莪 《应用声学》 CSCD 北大核心 2018年第5期588-592,共5页
文中提出一种适用于深海条件下并已知各项有关环境参数时,利用七元小型矢量立体阵,借助测定目标辐射噪声由不同途径自声源到达接收点的天顶角及方位角的结果,依据射线声学方法求得目标方位、距离和所在深度的被动定位方法。给出了矢量... 文中提出一种适用于深海条件下并已知各项有关环境参数时,利用七元小型矢量立体阵,借助测定目标辐射噪声由不同途径自声源到达接收点的天顶角及方位角的结果,依据射线声学方法求得目标方位、距离和所在深度的被动定位方法。给出了矢量阵依多极子原理进行波束形成的计算公式,并就一种简单水文模型,给出解析计算公式。 展开更多
关键词 矢量立体阵 深海被动定位 射线声学
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高斯射线束法在深海声源定位中的应用 被引量:4
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作者 陈连荣 彭朝晖 《应用声学》 CSCD 北大核心 2012年第5期365-371,共7页
在深海匹配场(Matched Field Processing-MFP)声源定位中,拷贝场模型的计算精度和速度对声源的定位效果和定位效率有着直接的影响。针对这一问题,本文数值仿真研究了深海匹配场定位中采用高斯射线束理论作为拷贝场计算模型的可行性。高... 在深海匹配场(Matched Field Processing-MFP)声源定位中,拷贝场模型的计算精度和速度对声源的定位效果和定位效率有着直接的影响。针对这一问题,本文数值仿真研究了深海匹配场定位中采用高斯射线束理论作为拷贝场计算模型的可行性。高斯射线束理论具有计算速度快,物理意义清晰,并且适合并行化处理等优点。文中利用不同水文环境、不同频域范围的大量仿真实验来证明该模型的适用性。结果表明,高斯射线束模型在深远海的声源定位中有很好的定位精度,并且在较低频段同样有效,可以作为深远海声源定位的拷贝场计算模型。 展开更多
关键词 深海 匹配场定位 拷贝场 高斯射线束模型
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深海环境下利用单矢量传感器估计目标深度
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作者 张力元 时洁 +2 位作者 程月祝 路正华 杨济远 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2168-2175,共8页
针对深海环境下目标的深度估计问题,本文研究了可靠声路径下直达波和表面反射波形成的周期性干涉调制模式。提出了一种利用单矢量传感器结合周期干涉调制结构对目标深度估计方法。依据矢量传感器接收到的声场信号构建周期干涉调制结构,... 针对深海环境下目标的深度估计问题,本文研究了可靠声路径下直达波和表面反射波形成的周期性干涉调制模式。提出了一种利用单矢量传感器结合周期干涉调制结构对目标深度估计方法。依据矢量传感器接收到的声场信号构建周期干涉调制结构,利用水平复声强和垂直复声强获得目标的垂直到达角,通过周期干涉调制结构同目标深度之间的关系估计目标的深度。Bellhop数值仿真实验结果表明该方法能够有效估计目标深度,并且不需要精确的海洋环境知识。 展开更多
关键词 深海波导 可靠声路径 单矢量传感器 周期干涉调制结构 声学信号处理 深海目标定位
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