AUV双基地合成孔径声呐成像实验

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作者 徐文 孙锋 +1 位作者 潘翔 李建龙 《应用声学》 CSCD 北大核心 2019年第4期660-665,共6页

单基地合成孔径声呐成像通常基于点目标假设,其相干积累处理不能克服分布型目标散射模式的起伏效应。收发异置的双基地声呐可以从不同角度观察目标,充分挖掘目标散射模式的角度依赖特性,在对水下目标(尤其人造目标)检测与定位方面,相对... 单基地合成孔径声呐成像通常基于点目标假设,其相干积累处理不能克服分布型目标散射模式的起伏效应。收发异置的双基地声呐可以从不同角度观察目标,充分挖掘目标散射模式的角度依赖特性,在对水下目标(尤其人造目标)检测与定位方面,相对仅仅观测后向散射的单基地声呐有潜在的优势。该文介绍一种基于自主水下航行器的双基地合成孔径声呐系统,重点介绍湖试成像的结果,验证双基地合成孔径声呐的可行性。同时通过引入目标散射模式建模的宽角度合成孔径声呐处理,实现了对目标探测性能的提升。 展开更多

关键词 双基地声呐 合成孔径处理 目标散射模式 自主式水下航行器

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基于Sentinel-2卫星影像的海南西岛珊瑚礁识别和变化分析 被引量：1

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作者 周雅君 何明郡 +5 位作者 刘聪 贺双颜 姜庆岩 韩玉 陈栋 李培良 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期65-76,共12页

珊瑚礁是海洋中最重要的生态系统之一,近年来在全球气候变化和人为干扰加剧的影响下,我国南海珊瑚礁总体处于快速退化状态。以海南西岛珊瑚礁为例,基于Sentinel-2系列卫星10 m空间分辨率影像,利用面向对象分类法(object-based image ana... 珊瑚礁是海洋中最重要的生态系统之一,近年来在全球气候变化和人为干扰加剧的影响下,我国南海珊瑚礁总体处于快速退化状态。以海南西岛珊瑚礁为例,基于Sentinel-2系列卫星10 m空间分辨率影像,利用面向对象分类法(object-based image analysis,OBIA)对2017年12月~2018年3月和2021年12月两个时期的海南西岛珊瑚礁底质进行了识别分类,并进行珊瑚礁面积变化分析。将2021年12月的分类结果与现场调查数据进行对比验证,总分类精度和Kappa系数分别为83.3%和0.71。对比两个时期珊瑚礁底质分类结果表明,西岛西侧珊瑚礁覆盖面积未出现明显变化,东侧珊瑚礁显示恢复趋势。本文研究表明,10 m地面分辨率卫星系列影像和面向对象的阈值分类方法可以对海南西岛珊瑚礁进行较为准确的识别和变化分析,监测结果可为海南岛沿岸西岛等小型岛礁珊瑚保护及修复提供参考。 展开更多

关键词 珊瑚礁 Sentinel-2影像 西岛 底质识别 遥感监测

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应用于海洋物联网的水声通信技术发展综述 被引量：9

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作者 瞿逢重 付雁冰 +3 位作者 杨劭坚 卓晓晓 涂星滨 魏艳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1937-1949,共13页

近年来,为得到多元、综合、实时的海洋信息,海洋物联网已成为世界海洋领域范围内的研究重点,水声通信技术的迅速发展为海洋物联网的应用提供了有力支撑。本文首先从海洋物联网发展角度提出了对水声通信技术的要求,然后对国内外海洋物联... 近年来,为得到多元、综合、实时的海洋信息,海洋物联网已成为世界海洋领域范围内的研究重点,水声通信技术的迅速发展为海洋物联网的应用提供了有力支撑。本文首先从海洋物联网发展角度提出了对水声通信技术的要求,然后对国内外海洋物联网中的水声通信技术研究状况进行了概述,并围绕各类科研化、商业化的水声通信机进行分析与探讨,最后对应用于海洋物联网的水声通信技术进行展望。 展开更多

关键词 海底观测网 海洋监测 海洋物联网 水声通信技术 水声通信机 水声传感器网络 正交频分复用 通信速率 水声信道

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基于多源遥感数据的大襟岛海域悬浮泥沙观测 被引量：1

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作者 黄国容 张霄宇 +2 位作者 韩亚超 陈嘉星 张永军 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期985-995,共11页

珠江口黄茅海大襟岛海域是中华白海豚栖息地.为了对该海域的水质进行评估,采用集成机载光谱成像仪(CASI)影像对悬浮泥沙质量浓度进行观测,并根据实测光谱构建适用于CASI影像和中分辨率成像光谱仪(MODIS)影像的悬浮泥沙质量浓度单波段反... 珠江口黄茅海大襟岛海域是中华白海豚栖息地.为了对该海域的水质进行评估,采用集成机载光谱成像仪(CASI)影像对悬浮泥沙质量浓度进行观测,并根据实测光谱构建适用于CASI影像和中分辨率成像光谱仪(MODIS)影像的悬浮泥沙质量浓度单波段反演模型.此外利用实测悬浮泥沙数据和MODIS影像对反演的悬浮泥沙质量浓度进行精度评定.研究表明,基于CASI数据的单波段指数模型可以较好地反演研究海域的悬浮泥沙质量浓度,相对平均误差为11.16%,此外单波段指数模型也可以较好地应用在MODIS影像上,相对平均误差为15.18%.研究区域悬浮泥沙质量浓度为0.48~12.15 mg/L,对海豚栖息区的生态环境未构成明显影响.结合基于MODIS的珠江口海域悬浮泥沙遥感影像发现,研究区域悬浮泥沙主要输入来源为黄茅海西岸的陆源输入,黄茅海西岸陆域输入泥沙在由黄茅海向口外输送时,存在明显的分支现象,径流主轴在河口海域自西北向东南向海运输,沿岸流则沿着大襟岛自东北向西南向海运输,由此,在大襟岛北部出现低悬浮泥沙、高透明度海域,适合白海豚栖息. 展开更多

关键词 CASI航空高光谱数据 MODIS数据 悬浮泥沙 大襟岛 白海豚栖息区

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低频水声通信系统水听器流噪声数值分析 被引量：2

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作者 瞿逢重 魏艳 丁再冉 《信号处理》 CSCD 北大核心 2019年第9期1520-1527,共8页

低频水声通信是实现远距离水下无线通信的一种重要方式,在海洋科考、环境监测及军事等领域应用广泛。流噪声是制约低频水声通信传输距离的重要因素之一。不同于以往对充油的拖曳线列阵声呐的流噪声研究,由于低频水声通信系统常用换能器... 低频水声通信是实现远距离水下无线通信的一种重要方式,在海洋科考、环境监测及军事等领域应用广泛。流噪声是制约低频水声通信传输距离的重要因素之一。不同于以往对充油的拖曳线列阵声呐的流噪声研究,由于低频水声通信系统常用换能器和裸露水听器实现水下信号的发送和接收,本文以该系统中裸露水听器流噪声为研究对象,采用大涡模拟方法( Large Eddy Simulation, LES )和声学类比方法对水听器周围的流场、声场进行数值模拟计算分析,研究在不同外形参数、运动参数下的水听器周围的流噪声。分析对比结果表明裸露水听器周围的流噪声对低频水声通信存在影响,且流噪声声压级随着运动速度的增加而提高。本研究为提升远程低频水声通信性能提供了噪声方面的理论基础。 展开更多

关键词 低频水声通信 水听器 流噪声 大涡模拟 Lighthill声学类比理论

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多阵列水下多目标跟踪的分布式算法研究 被引量：2

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作者 徐文 吴雨桑 张婷 《信号处理》 CSCD 北大核心 2023年第10期1764-1774,共11页

针对水下单水听器阵列探测范围受限、目标定位和跟踪性能不足问题,论文提出一种基于匹配场定位量测模型的分布式多目标联合定位与跟踪方法。在各阵列节点选取匹配场模糊函数大于设定阈值的峰对应的坐标作为量测,结合势平衡多伯努利(Card... 针对水下单水听器阵列探测范围受限、目标定位和跟踪性能不足问题,论文提出一种基于匹配场定位量测模型的分布式多目标联合定位与跟踪方法。在各阵列节点选取匹配场模糊函数大于设定阈值的峰对应的坐标作为量测,结合势平衡多伯努利(Cardinality Balanced Multi-Bernoulli,CBMB)滤波,滤除噪声干扰,解决常规匹配场定位方法低信噪比导致的跟踪精度下降的影响。在分布式网络架构下,利用广义协方差交集(Generalized Covariance Intersection,GCI)融合法则,序贯融合每个阵列节点与其邻近节点各自滤波后的多目标后验概率密度,以充分利用不同阵列节点的量测信息,提高水下多目标的跟踪精度。由于融合的是多目标后验概率密度而非量测集本身,改善了集中式融合处理的高通信负担问题。仿真实验结果证明,与单水听器阵列目标跟踪算法相比,经分布式融合后,多次蒙特卡洛实验下的平均最优子模式分配(Optimal Subpattern Assignment,OSPA)距离显著下降,多目标的状态和数目的跟踪精度有所提升。在系统通信负担和单节点计算负担大幅降低的情况下,可达到与集中式融合处理相当的跟踪精度。 展开更多

关键词 水下多目标跟踪 匹配场定位 势平衡多伯努利滤波 广义协方差交集

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利用声压场的浅海地声参数贝叶斯反演方法 被引量：3

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作者 郑广学 朴胜春 +2 位作者 祝捍皓 张海刚 李楠松 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期497-504,共8页

针对浅海考虑弹性海底下的地声参数反演和对反演结果的不确定性分析问题,本文提出了一种基于贝叶斯理论的利用声压场信息的反演方法。首先通过快速场方法(FFM)计算声压场的理论预报值,其次根据贝叶斯理论基于似然函数建立实测声压场与... 针对浅海考虑弹性海底下的地声参数反演和对反演结果的不确定性分析问题,本文提出了一种基于贝叶斯理论的利用声压场信息的反演方法。首先通过快速场方法(FFM)计算声压场的理论预报值,其次根据贝叶斯理论基于似然函数建立实测声压场与理论声压场间的目标函数,最后依照Metropolis准则采样给出待反演参数的后验概率密度(PPD)作为反演结果。结果表明:依据本方法获得的反演结果与经典遗传算法(GA)寻优结果基本吻合;反演声压场与水池实测声场的相关系数达0.89;反演结果的不确定性表明与横波声速衰减、纵波声速衰减相比,弹性海底中的横波声速、纵波声速以及密度的不确定性更小。 展开更多

关键词 地声反演 快速场方法 METROPOLIS准则 贝叶斯理论 声压场 不确定性分析 遗传算法 水池实验

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内波环境下的时频匹配场定位方法 被引量：6

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作者 李永飞 赵航芳 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1605-1610,共6页

为了解决由内波引起的传统匹配场的环境失配问题,本文提出了时频匹配场处理方法。在海洋波导环境中,不同号模从声源到达接收阵的时间是不同的,由内波引起的n号耦合到m号的模与原未耦合的m号模到达时间也不相同。基于此原理,时频匹配场... 为了解决由内波引起的传统匹配场的环境失配问题,本文提出了时频匹配场处理方法。在海洋波导环境中,不同号模从声源到达接收阵的时间是不同的,由内波引起的n号耦合到m号的模与原未耦合的m号模到达时间也不相同。基于此原理,时频匹配场处理将内波环境下的数据场与无内波环境下的拷贝场在时频域进行匹配,能够对内波引起的耦合模进行抑制,从而达到正确定位的目的。仿真结果表明:时频匹配场能够在内波环境下对声源进行准确定位,但主瓣强度有一定损失;在无内波环境下与传统匹配场相比,距离维旁瓣略有降低,但总体性能相近。 展开更多

关键词 内波 简正模 模耦合 时频 匹配场 定位 失配 声场

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基于双光路荧光强度法的水体叶绿素a原位传感器设计 被引量：1

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作者 史正 胡映天 +1 位作者 刘超 王晓萍 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期670-675,687,共7页

设计了一款基于双光路荧光强度法的叶绿素a原位传感器。使用430 nm LED作为系统光源。通过参考光路补偿光源变化对测量结果的影响,提高测量准确度,降低维护成本。使用光电二极管作为探测器测量参考光强度和水体在680 nm处的荧光强度。... 设计了一款基于双光路荧光强度法的叶绿素a原位传感器。使用430 nm LED作为系统光源。通过参考光路补偿光源变化对测量结果的影响,提高测量准确度,降低维护成本。使用光电二极管作为探测器测量参考光强度和水体在680 nm处的荧光强度。使用锁相放大电路提高传感器的噪声和背景光抑制能力,设计低功耗模式降低传感器的平均功耗。使用不同浓度的叶绿素a溶液测试传感器的性能,测试结果表明传感器在动态范围(0～200μg/L)内的线性度为0.998,测量准确度为±2μg/L,通过与荧光光谱仪进行对比测试传感器的可靠性,测试结果表明两者的相关性为0.94,功耗测试表明传感器的连续工作时间可达5个月以上。 展开更多

关键词 环境检测 叶绿素a传感器 双光路荧光 锁相放大电路 低功耗设计

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浅海水平变化波导下低频声能量传输特性 被引量：5

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作者 祝捍皓 肖瑞 +1 位作者 朱军 唐骏 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期958-967,共10页

针对浅海水平变化波导下的低频声能量传输问题,基于有限元方法,在柱坐标系下,以声能流为研究对象,结合具体仿真算例讨论了楔形海底、海底山及海沟三类典型复杂海底地形对声场能量传输特性的影响规律及机理.仿真结果表明,利用有限元方法... 针对浅海水平变化波导下的低频声能量传输问题,基于有限元方法,在柱坐标系下,以声能流为研究对象,结合具体仿真算例讨论了楔形海底、海底山及海沟三类典型复杂海底地形对声场能量传输特性的影响规律及机理.仿真结果表明,利用有限元方法可以准确计算各类水平变化地形情况下的声场分布.对于楔形上坡海底,海底倾斜角度越大,声能量向海底“泄漏”效应越强,水体层中声能量也相应衰减越快,而楔形下坡海底的影响则正好相反.小型海底山的存在会提高其上方声能量,但同时阻碍其后方声能量的接收.小型海沟对声传播的影响与声波的掠射角相关,仅当海沟水平夹角小于各阶简正波掠射角时才影响声能量的传输. 展开更多

关键词 浅海波导 低频 有限元方法 声能流

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台风“海鸥”激发地脉动源区的联合台阵定位研究 被引量：3

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作者 林建民 方孙珂 倪四道 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第12期4341-4354,共14页

利用台风所激发的P波地脉动信号,地震学家近年来开始尝试通过地震学方法定位、监测台风.由于单台阵定位精度的局限性(主要取决于台站数目、孔径和结构等),本文提出了将台阵至源区的距离作为归一化权重因子、结合反卷积技术的双台阵联合... 利用台风所激发的P波地脉动信号,地震学家近年来开始尝试通过地震学方法定位、监测台风.由于单台阵定位精度的局限性(主要取决于台站数目、孔径和结构等),本文提出了将台阵至源区的距离作为归一化权重因子、结合反卷积技术的双台阵联合定位方法,并利用中国喜马拉雅二期台阵(ChinArray II)和日本高灵敏度地震台网(Hi\|net)的连续波形数据,对2014年西北太平洋强台风“海鸥”所激发的P波地脉动源区进行了定位测试.联合定位结果与理论模拟源区具有较好一致性:台风“海鸥”位于菲律宾海时,其激发海浪与台风“风神”遗留涌浪相互作用而激发的P波地脉动源区偏离“海鸥”移动轨迹;而当“海鸥”进入南海后,其激发的P波源区则紧随台风中心.与单台阵定位结果的对比分析表明,本文所提出的方法能够有效降低以下方面影响:(1)单台阵响应函数强旁瓣导致定位结果出现“伪影”、不聚焦;(2)台阵至源区距离小于~26°时,P波沿复杂浅地层传播时实际走时与基于理想地球模型的理论预测走时存在较大偏差导致近场定位误差增大;以及(3)上地幔三重震相的干扰等.因此,该方法有效提升了定位结果的聚焦性与稳定性,实现对“海鸥”激发P波地脉动源区的全程、稳定定位追踪,为发展基于地震学的台风监测新方法提供支持. 展开更多

关键词 台风 地脉动 地震台阵 定位

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基于地震学的台风监测研究 被引量：1

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作者 朱昕晖 方孙珂 林建民 《地震学报》 CSCD 北大核心 2023年第3期411-430,共20页

台风是全球最具破坏力的气象灾害之一,由于台风过境时现场海洋观测资料相对匮乏,与目前对台风的监测、预报和防灾减灾的迫切需求尚不相匹配。近年来,利用地震学观测资料与技术手段,通过台风激发的地震背景噪声,对台风进行监测的新方法... 台风是全球最具破坏力的气象灾害之一,由于台风过境时现场海洋观测资料相对匮乏,与目前对台风的监测、预报和防灾减灾的迫切需求尚不相匹配。近年来,利用地震学观测资料与技术手段,通过台风激发的地震背景噪声,对台风进行监测的新方法逐渐兴起。本文对近年来有关台风激发地震背景噪声机理、源区分布以及基于地震背景噪声的台风定位追踪、海浪参数反演等研究进展进行综述,分析已取得的研究成果及可能存在的问题,讨论并展望基于地震学的台风监测研究思路与热点。基于地震学的台风监测有望为传统台风观测与研究提供跨学科的观测资料与技术支持。 展开更多

关键词 台风 地震背景噪声 地脉动 地震台阵 聚束

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