基于Kraken简正波模型的浅海声场分析 被引量：16

1

作者 张歆 张小蓟 李斌 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期405-408,共4页

水声信道的传输特性是影响水声通信系统性能的重要因素。本文采用了一种全液态Kraken简正波模型 ,对位于浅海信道的目标海区的传播特性进行分析 ,得到了不同传播条件下信道的传播损失和频率特性图 ,为水声通信系统的设计提供了理论基础。

关键词 浅海信道 Kraken简正波模型 水声信道 声场分析

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WKBZ简正波模型混合并行计算方法研究 被引量：4

2

作者 范培勤 刘晓妍 +1 位作者 过武宏 崔宝龙 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2020年第3期404-410,共7页

针对水声传播模型的计算量大,难以满足实时化、精细化水下声传播信息保障需求的难题,基于MPI+OpenMP混合并行编程方法,开展了WKBZ简正波模型混合并行计算方法研究,实现了水下声场2级混合并行计算。该方法通过节点间消息传递、节点内内... 针对水声传播模型的计算量大,难以满足实时化、精细化水下声传播信息保障需求的难题,基于MPI+OpenMP混合并行编程方法,开展了WKBZ简正波模型混合并行计算方法研究,实现了水下声场2级混合并行计算。该方法通过节点间消息传递、节点内内存共享的方式,有效克服了MPI并行编程模型通信开销大和OpenMP并行编程环境可扩展性差的缺点,较好地解决了水下声传播快速计算的问题。测试结果表明,该方法能够较好地利用SMP集群节点间和节点内多级并行机制,充分发挥消息传递编程模型和共享内存编程模型各自的优势,大幅降低MPI进程间通信带来的时间开销,有效提升程序的可扩展性和并行效率。 展开更多

关键词 简正波模型 SMP集群 混合编程 性能分析

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基于Kraken简正波模型的吊放声纳最佳探测深度研究 被引量：3

3

作者 陈建勇 喻荣兵 +1 位作者 谢志敏 马永强 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第7期1792-1795,共4页

分析了浅海中典型的声速剖面类型及发生概率,选取了三种发生概率较高的声速剖面,采用Kraken简正波模型,分别分析了它们对声纳作用距离的影响,并进行了仿真,得到了这三种声速剖面下声纳最佳探测深度,可实现航空吊放声纳下放深度的科学决策。

关键词 简正波模型 声速剖面 作用距离 探测深度

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滑坡次声信号简正波模型的匹配场超前定位算法 被引量：4

4

作者 赵久彬 刘元雪 +1 位作者 杨骏堂 柏准 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期4116-4126,共11页

滑坡灾害发生前夕,滑体内的局部岩土体发生爆裂、摩擦和断裂等破坏会产生次声波向外传播,基于次声信号的超前定位成为滑坡监测预警的关键技术。将波动方程通过傅里叶变换到亥姆霍兹方程,利用汉克尔变换得到波动方程的核函数,建立了基于... 滑坡灾害发生前夕,滑体内的局部岩土体发生爆裂、摩擦和断裂等破坏会产生次声波向外传播,基于次声信号的超前定位成为滑坡监测预警的关键技术。将波动方程通过傅里叶变换到亥姆霍兹方程,利用汉克尔变换得到波动方程的核函数,建立了基于简正波的地质声场模型,仿真分析了土层与空气、土层与岩层之间反射折射关系;提出滑坡次声信号的简正波模型匹配场超前定位算法,将垂直接收阵的测量次声信号与传播模型的拷贝次声信号进行相关匹配计算,搜索计算得到模糊函数最大值处的坐标定位为声源点,并采用12元垂直接收阵仿真分析3种匹配场算法性能,发现可变系数似然匹配场算法具有旁瓣小、定位准确的优点,可应用于滑坡定位技术;将垂直接收阵置于空气层中、土层中不同位置发现,土层中的垂直阵能够精确定位,而空气中误差较大;并将该算法应用于滑坡超前定位,定位了滑体的局部破坏位置和预测滑移线。该算法为滑坡超前定位技术提供了新的思路。 展开更多

关键词 滑坡超前定位 次声信号 简正波模型 匹配场

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基于Kraken模型的海洋声场及相干性分析 被引量：4

5

作者 赵闪 陈新华 +1 位作者 于倍 孙长瑜 《海军工程大学学报》 CAS 北大核心 2012年第6期32-37,共6页

海洋环境的复杂性和多变性严重影响着水下信号处理系统的性能,海洋声场研究及其相干性分析利于海洋中声纳设备有的布放,为海洋环境的相关场分析和声场的战术运用提供理论依据。射线模型、简正波模型、抛物线等模型分别适合于不同的海洋... 海洋环境的复杂性和多变性严重影响着水下信号处理系统的性能,海洋声场研究及其相干性分析利于海洋中声纳设备有的布放,为海洋环境的相关场分析和声场的战术运用提供理论依据。射线模型、简正波模型、抛物线等模型分别适合于不同的海洋声场环境,以Kraken简正波模型为基础,完成对不同频率下典型的海洋声场计算与分析,得到不同条件下声场的传播损失图。海洋声场相干性分析侧重于声场水平纵向相干及垂直相干研究,结合其结构产生分别对纵向相干与声源深度及垂直相干与阵元间距等因素的关系展开讨论。研究表明:对不同频率下的声场传播损失的分析及海洋声场的水平纵向相干、垂直相干等问题的探究能够为海洋环境的相关场分析和声场实际应用提供一定参考。 展开更多

关键词 海洋声场 简正波模型 传播损失 相干

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基于波导不变性的水平阵列测距研究 被引量：1

6

作者 徐国军 笪良龙 李玉阳 《舰船科学技术》 北大核心 2015年第10期81-84,共4页

基于波导不变性理论,利用水平线列阵,提出一种新的水下目标声源距离估计算法。该方法相比于匹配场定位而言,具有较好的环境宽容性。文中通过引导声源和阵列信息这2种模式实现目标声源的距离估计。该算法不需要确知海洋环境的具体参数以... 基于波导不变性理论,利用水平线列阵,提出一种新的水下目标声源距离估计算法。该方法相比于匹配场定位而言,具有较好的环境宽容性。文中通过引导声源和阵列信息这2种模式实现目标声源的距离估计。该算法不需要确知海洋环境的具体参数以及声场传播模型,通过一个已知距离的引导声源或者利用阵列信息,实现目标声源距离估计。计算机仿真结果表明,2种模式都能很好地实现目标声源估距,且估计误差较小,可为水下目标声源定位提供一种新途径。 展开更多

关键词 波导不变量 简正波模型 水平阵列 目标测距

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浅海温跃层对声信道影响的仿真研究 被引量：19

7

作者 张旭 张永刚 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第10期2167-2171,2176,共6页

温跃层环境下的声速剖面结构变化对浅海声信道有着重要影响。应用Kraken简正波模式对浅海声信道的能量场进行了仿真研究,讨论了声传播损失对温跃层强度和温跃层位置两类参数变化的敏感性。仿真计算结果表明,跃层的增强将使传播损失明显... 温跃层环境下的声速剖面结构变化对浅海声信道有着重要影响。应用Kraken简正波模式对浅海声信道的能量场进行了仿真研究,讨论了声传播损失对温跃层强度和温跃层位置两类参数变化的敏感性。仿真计算结果表明,跃层的增强将使传播损失明显增大。温跃层以及上、下均匀层位置的改变也能使声场能量分布发生明显变化。声源位于跃层之上的均匀层中时声源深度附近的声能明显增强,而声源位于跃层中时整个水柱范围内的声能迅速衰减。 展开更多

关键词 温跃层 声信道 简正波模型 仿真

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浅海环境不确定性对声场扰动的影响 被引量：5

8

作者 高飞 潘长明 +1 位作者 孙磊 桂发银 《声学技术》 CSCD 北大核心 2017年第4期309-314,共6页

探索海洋环境各水声参数的不确定性所引发的声场扰动,对提高水声场预报的准确性与科学性至关重要,极具理论意义与应用价值。基于Workshop’97浅海环境基准模型,以扰动声场与实际声场的相关性函数作为量化指标,通过Kraken波动理论数值模... 探索海洋环境各水声参数的不确定性所引发的声场扰动,对提高水声场预报的准确性与科学性至关重要,极具理论意义与应用价值。基于Workshop’97浅海环境基准模型,以扰动声场与实际声场的相关性函数作为量化指标,通过Kraken波动理论数值模型与马尔科夫链蒙特卡罗随机统计思想,基于单因子变量原则模拟分析了浅海水平不变环境中各水声参数声场扰动敏感性大小及其相关性,结果表明:沉积层声速C_1、水深D_1敏感性最强,沉积层衰减系数αs、沉积层密度ρs、沉积层声速C_2、沉积层厚度D_2、基底声速C_3次之,基底衰减系数αb、基底密度ρb几乎无影响;αs、ρs、C_1、D_1敏感性随距离增加逐渐增强,C_2、D_2、C_3敏感性随距离增加逐渐减弱;D_2、C_2,D_2、C_3,C_1、C_3,C_2、C_3之间存在较强的正相关性,D_2、C_1,C_1、C_2之间为显著的负相关性。 展开更多

关键词 海洋环境不确定性 声场扰动 相关性 似然函数 Kraken简正波模型 马尔科夫链蒙特卡罗方法

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单矢量水听器被动测距方法研究 被引量：5

9

作者 李楠松 朴胜春 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2273-2282,共10页

提出一种利用单矢量水听器接收信号的相位信息实现目标被动测距的方法。该方法借鉴匹配场被动定位的思想,首先根据简正波声场模型建立匹配模板,然后引入图像处理中的相位相关算法,将目标的相位信息与模板进行匹配,从而得到目标的距离。... 提出一种利用单矢量水听器接收信号的相位信息实现目标被动测距的方法。该方法借鉴匹配场被动定位的思想,首先根据简正波声场模型建立匹配模板,然后引入图像处理中的相位相关算法,将目标的相位信息与模板进行匹配,从而得到目标的距离。对该方法的有效性与稳健性进行了详细地研究与分析。仿真结果表明,该方法可以有效地实现目标的被动测距,且具有稳健性强、计算速度快、不需要考虑阵型姿态失配等优点,是声呐信号处理的新途径,为实际的工程应用奠定了理论基础。 展开更多

关键词 简正波模型 单矢量水听器 相位相关算法 被动目标测距

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匹配场反演阵形估计算法的试验研究 被引量：2

10

作者 巩玉振 刘垚 +1 位作者 张秋生 蔡惠智 《声学技术》 CSCD 2012年第5期463-465,共3页

传统的阵形估计算法都基于这样一个假设,即声传播为平面波或球面波模型,在浅海应用条件下,多途效应显著,该假设失效,造成此类算法的性能下降。提出了一种基于匹配场反演的阵形估计算法,采用简正波模型对声场建模,将多途建模为不同号数... 传统的阵形估计算法都基于这样一个假设,即声传播为平面波或球面波模型,在浅海应用条件下,多途效应显著,该假设失效,造成此类算法的性能下降。提出了一种基于匹配场反演的阵形估计算法,采用简正波模型对声场建模,将多途建模为不同号数的简正波,从而消除了多途效应的影响;并且通过合理地选择目标函数,使算法对环境参数的扰动具有一定的宽容性;利用柔性阵的线性约束,将阵形畸变用弧线建模,使问题简化,在缺少声源精确位置等先验知识的前提下,仍能实现阵形的准确估计。理论仿真和试验结果表明,该算法是有效的。 展开更多

关键词 阵形估计 匹配场反演 简正波模型

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浅海远程目标稳健方位估计方法研究

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作者 宋海岩 朴胜春 秦进平 《信号处理》 CSCD 北大核心 2012年第11期1620-1626,共7页

本文针对浅海远程目标方位估计问题,提出了一种新的基于简正波理论的浅海稳健方位估计方法。该方法在充分考虑浅海多途效应对方位估计影响的基础之上,结合简正波理论,建立了符合浅海声传播特点的基阵信号模型,并应用矢量最优化方法对阵... 本文针对浅海远程目标方位估计问题,提出了一种新的基于简正波理论的浅海稳健方位估计方法。该方法在充分考虑浅海多途效应对方位估计影响的基础之上,结合简正波理论,建立了符合浅海声传播特点的基阵信号模型,并应用矢量最优化方法对阵列源矢量施加约束条件,以提高高分辨方位估计方法在模型失配下的稳健性。通过正则化方法,本文进一步将该稳健方位估计问题转化为二阶锥规划问题,并通过Sedumi进行求解。通过仿真研究,对该算法的空间谱结构、谱峰最大旁瓣比、-3dB波束宽度等性能进行了详细分析,结果表明,该算法在海水深度及声速梯度等不确定条件下,均具有更为尖锐的谱峰及更低的旁瓣水平,具有稳健的方位估计性能。 展开更多

关键词 浅海 多途 简正波模型 矢量最优化 稳健性

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浅海中单矢量水听器高分辨方位估计方法 被引量：5

12

作者 李楠松 朴胜春 +1 位作者 宋海岩 张海刚 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期208-215,共8页

为了提高单矢量水听器高分辨方位估计在浅海环境中的性能,充分考虑信道对声传播的影响,将海洋声传播物理模型与稳健自适应波束形成方法相结合,并根据单矢量水听器阵列流型的特点提出了基于简正波理论的单矢量水听器矢量最优化算法,实现... 为了提高单矢量水听器高分辨方位估计在浅海环境中的性能,充分考虑信道对声传播的影响,将海洋声传播物理模型与稳健自适应波束形成方法相结合,并根据单矢量水听器阵列流型的特点提出了基于简正波理论的单矢量水听器矢量最优化算法,实现了单矢量水听器的高分辨方位估计。计算机仿真结果表明,该算法依靠单个矢量水听器便可实现窄带信号和宽带信号的高分辨方位估计,并且在足够的信噪比下,能够达到无偏估计。海试数据处理结果验证了算法的正确性和有效性。 展开更多

关键词 简正波模型 单矢量水听器 高分辨方位估计 矢量最优化算法 声传播

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