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时空二维Kalman解卷绕与Φ-OTDR协同的水声多目标探测(特邀)
1
作者
吴金懿
王照勇
+9 位作者
刘依凡
陈义赐
陈柏琦
宋菲菲
李璇
皮浩洋
叶青
高侃
蔡海文
瞿荣辉
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第4期315-325,共11页
水下多类型目标探测在海洋安全、海上救援、海洋生态保护和渔业发展等方面具有重要意义。在这项工作中,将基于频率分集的相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统与悬浮布设的声敏缆相结合,检测和分析了多类型目标的水声信号。创新性地引入...
水下多类型目标探测在海洋安全、海上救援、海洋生态保护和渔业发展等方面具有重要意义。在这项工作中,将基于频率分集的相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统与悬浮布设的声敏缆相结合,检测和分析了多类型目标的水声信号。创新性地引入了时空二维Kalman算法,充分利用Φ-OTDR探测数据的时间域和空间域的二维连续性,突破了相位卷绕特性对动态范围与系统重复频率的限制,确保了多类型目标信息的高保真探测。进一步地,通过非消声水池实验验证了时空二维Kalman算法的可行性,并分析了遥控潜水器(ROV)、仿生鱼和模拟潜水员等多类型目标的频谱特性。实验结果表明,ROV为连续信号,频率范围为200~1700 Hz,频谱图中存在等频率间隔排列(24 Hz)的线谱;仿生鱼的信号间隔为0.5 s,对应仿生鱼的鱼尾摆动周期,频率范围为1500~1700 Hz;模拟潜水员信号间隔为0.25 s,对应氧气瓶气泡喷吐周期,频率范围为150~400 Hz。该技术为多类型水声目标探测和鉴别提供了重要技术手段,有望推动水下目标探测与海洋监测的发展,拓展Φ-OTDR的应用领域。
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关键词
相位
敏感光时域反射计
水下多类型目标探测
时空二维Kalma
n算法
相位卷绕特性
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职称材料
题名
时空二维Kalman解卷绕与Φ-OTDR协同的水声多目标探测(特邀)
1
作者
吴金懿
王照勇
刘依凡
陈义赐
陈柏琦
宋菲菲
李璇
皮浩洋
叶青
高侃
蔡海文
瞿荣辉
机构
中国科学院上海光学精密机械研究所空间激光信息传输与探测技术重点实验室
中国科学院大学材料与光电研究中心
出处
《红外与激光工程》
北大核心
2025年第4期315-325,共11页
基金
国家重点研发计划项目(2023Yfb290530)
国家自然科学基金项目(U23A20379,62475271)
+2 种基金
上海市科学技术委员会项目(23DZ1203900,23xtcx00500)
上海科技启明星项目(22Qb1406000)
中国科学院青年创新促进会项目(Yipa2023257)。
文摘
水下多类型目标探测在海洋安全、海上救援、海洋生态保护和渔业发展等方面具有重要意义。在这项工作中,将基于频率分集的相位敏感光时域反射计(Φ-OTDR)系统与悬浮布设的声敏缆相结合,检测和分析了多类型目标的水声信号。创新性地引入了时空二维Kalman算法,充分利用Φ-OTDR探测数据的时间域和空间域的二维连续性,突破了相位卷绕特性对动态范围与系统重复频率的限制,确保了多类型目标信息的高保真探测。进一步地,通过非消声水池实验验证了时空二维Kalman算法的可行性,并分析了遥控潜水器(ROV)、仿生鱼和模拟潜水员等多类型目标的频谱特性。实验结果表明,ROV为连续信号,频率范围为200~1700 Hz,频谱图中存在等频率间隔排列(24 Hz)的线谱;仿生鱼的信号间隔为0.5 s,对应仿生鱼的鱼尾摆动周期,频率范围为1500~1700 Hz;模拟潜水员信号间隔为0.25 s,对应氧气瓶气泡喷吐周期,频率范围为150~400 Hz。该技术为多类型水声目标探测和鉴别提供了重要技术手段,有望推动水下目标探测与海洋监测的发展,拓展Φ-OTDR的应用领域。
关键词
相位
敏感光时域反射计
水下多类型目标探测
时空二维Kalma
n算法
相位卷绕特性
Keywords
phase-sensitive optical time domain reflectometry
multi-type target hydroacoustic detection
time-space two-dimensional Kalman algorithm
phase wrapping characteristics
分类号
TN29 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
时空二维Kalman解卷绕与Φ-OTDR协同的水声多目标探测(特邀)
吴金懿
王照勇
刘依凡
陈义赐
陈柏琦
宋菲菲
李璇
皮浩洋
叶青
高侃
蔡海文
瞿荣辉
《红外与激光工程》
北大核心
2025
0
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