南海南部海域深海环境噪声统计特性分析 被引量：1

1

作者 杨秋龙 杨坤德 马远良 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1419-1428,共10页

针对海洋噪声对声呐信号处理和声呐性能评估的背景干扰问题,本文分析了南海南部海域夏季和冬季实测深海环境噪声的深度分布、经验拟合和概率密度分布等统计特性;利用参数化模型得到了噪声谱曲线及其与风速、波高、1 kHz谱之间的经验拟... 针对海洋噪声对声呐信号处理和声呐性能评估的背景干扰问题,本文分析了南海南部海域夏季和冬季实测深海环境噪声的深度分布、经验拟合和概率密度分布等统计特性;利用参数化模型得到了噪声谱曲线及其与风速、波高、1 kHz谱之间的经验拟合结果;提出了基于Weibull和Burr分布噪声谱级概率密度拟合方法。结果表明:400 Hz以下800 m以浅夏季噪声谱级中值比冬季高约6 dB,低频航船噪声谱级概率密度(PDF)服从Burr分布,高频风关噪声PDF近似服从高斯分布,夏冬两季噪声统计特性差异与中尺度涡旋分布、声信道传播损失和航船噪声源密度密切相关。 展开更多

关键词 环境噪声 水下 深海 统计特性 季节特征 相关性 经验模型 概率密度 南海南部

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基于结构参数变化的封闭空间声场听觉感知变化性研究 被引量：1

2

作者 李荣 曾向阳 +1 位作者 王海涛 李娜 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期671-678,共8页

封闭空间在现实生活中广泛存在。然而,有关因封闭空间的结构参数(如容积、形状等)改变引发室内声场听觉感知变化性的研究则很少见,尤其缺乏系统深入的量化研究。为此,首先以双耳可听化技术配合室内声场测量,通过对听觉场景的模拟,获取... 封闭空间在现实生活中广泛存在。然而,有关因封闭空间的结构参数(如容积、形状等)改变引发室内声场听觉感知变化性的研究则很少见,尤其缺乏系统深入的量化研究。为此,首先以双耳可听化技术配合室内声场测量,通过对听觉场景的模拟,获取了不同结构参数条件下的封闭空间室内双耳信号若干。随后,借助听音实验,对上述双耳信号开展了空间听觉感知变化性及其变化程度的定量评价研究。研究发现:(1)封闭空间容积、形状、壁面吸声系数的改变均能够引发声场听感变化,按照其变化明显程度(从大到小)排序为:壁面吸声系数、形状、容积;(2)变换听音位置,能够在一定程度上影响因空间容积与形状改变导致的室内声场听感变化性。 展开更多

关键词 封闭空间 听觉感知 听觉虚拟仿真技术 听音实验 实验设计 可靠性分析

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相似网络构建与表征的水下声信号检测 被引量：1

3

作者 张红伟 王海燕 +1 位作者 闫永胜 申晓红 《电子与信息学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期58-66,共9页

水下声信号检测在海洋防御系统中扮演着不可或缺的角色,同时也广泛应用于民用领域。然而,在没有目标信号先验信息的情况下,目前仍缺乏行之有效的水下声信号检测方法。为此,该文提出了一种新的算法—相似网络,以解决在复杂海洋背景下水... 水下声信号检测在海洋防御系统中扮演着不可或缺的角色,同时也广泛应用于民用领域。然而,在没有目标信号先验信息的情况下,目前仍缺乏行之有效的水下声信号检测方法。为此,该文提出了一种新的算法—相似网络,以解决在复杂海洋背景下水下目标检测的难题。该方法结合了信息几何和复杂网络理论,通过将节点相似度度量问题转化为矩阵流形上的几何问题,测量不同时间尺度上数据之间的相似性,并构建时间序列数据的网络表示。同时还引入了图信号处理理论,以提取目标信号内部隐藏的动力学特性,从而实现无目标先验信息下的水下声信号检测。通过对仿真和实测数据的研究验证,证明了该方法的有效性。结果表明,相似网络方法优于现有的网络构建和目标信号被动检测方法,能够更有效地检测水下声信号,实现无目标先验信息下的水下声信号检测。 展开更多

关键词 复杂网络 信息几何 相似网络 声信号检测

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一种目标响应自适应的通道可靠性跟踪算法 被引量：7

4

作者 王鹏 孙梦宇 +2 位作者 王海燕 李晓艳 吕志刚 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第8期1950-1958,共9页

为解决基于时空正则项的目标跟踪算法(STRCF)在目标短时遮挡时定位精度低和目标旋转时尺度估计不准确的问题,该文提出了一种目标响应自适应的通道可靠性跟踪算法。该算法在目标模型训练时加入了目标响应正则项,通过在求解过程中更新理... 为解决基于时空正则项的目标跟踪算法(STRCF)在目标短时遮挡时定位精度低和目标旋转时尺度估计不准确的问题,该文提出了一种目标响应自适应的通道可靠性跟踪算法。该算法在目标模型训练时加入了目标响应正则项,通过在求解过程中更新理想目标响应函数,使得目标被短时遮挡后可重新跟踪目标;加入通道可靠性评价各特征通道的可靠性,提高了模型对目标的表达能力;将目标图像转换至对数极坐标系下训练尺度滤波器,提高在目标旋转时的尺度估计精度。实验结果表明,该文所提算法较STRCF在平均中心位置误差中降低了28.54个像素,在平均重叠率中提高了22.8%,在OTB2015数据集下成功率曲线下面积较STRCF提高了1.5%。 展开更多

关键词 目标跟踪 相关滤波 目标响应自适应 通道可靠性 尺度滤波

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深海甚低频水声与地震波场的联合探测试验 被引量：4

5

作者 董海涛 王海燕 +1 位作者 申晓红 马石磊 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期1009-1014,共6页

为我国深海水中兵器甚低频声场与地震波场联合引信技术提供可行性依据,设计并研制了深海自容式三分量地震波传感系统,利用深海坐底潜标搭载在我国南海海域(布深1825 m)开展了实船目标特性感知试验。通过设置走航测线,获取了目标深海甚... 为我国深海水中兵器甚低频声场与地震波场联合引信技术提供可行性依据,设计并研制了深海自容式三分量地震波传感系统,利用深海坐底潜标搭载在我国南海海域(布深1825 m)开展了实船目标特性感知试验。通过设置走航测线,获取了目标深海甚低频水声场与地震波场实测数据,对比分析结果表明了舰船甚低频水声场与地震波场对目标探测的贡献具有共性与差异性。水声场因包含更丰富的周期窄带信息而更具主导性,而地震波场用于检测目标近场通过时明显优于水声场,甚至存在水声场无法感知的独特谱线,对三分量地震波场的实船噪声包络解调分析亦表明其用于感知螺旋桨轴频和叶频关键特征的优势。鉴于此,联合舰船甚低频水声场与地震波场对水中兵器探测目标、抗扫、抗诱骗等具有积极作用,发展深海甚低频联合引信技术是必要且可行的。 展开更多

关键词 兵器科学与技术 深海潜标 传感系统 被动探测 舰船甚低频特性 水声场 地震波场 联合引信

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基于多途信道的舰船辐射噪声功率谱密度估计 被引量：4

6

作者 蒋国庆 孙超 +2 位作者 刘雄厚 李明杨 蒋光禹 《应用声学》 CSCD 北大核心 2020年第1期81-88,共8页

针对低信噪比下利用单水听器估计辐射噪声功率谱密度精度较差的问题,提出一种基于多途信道传输函数估计的垂直阵测量估计1 m处舰船辐射噪声功率谱密度的方法。该方法将信道传输函数表示为多途路径近场阵列流形向量的叠加,较快地估计了... 针对低信噪比下利用单水听器估计辐射噪声功率谱密度精度较差的问题,提出一种基于多途信道传输函数估计的垂直阵测量估计1 m处舰船辐射噪声功率谱密度的方法。该方法将信道传输函数表示为多途路径近场阵列流形向量的叠加,较快地估计了信道传输函数,将其用于舰船辐射噪声功率谱密度估计,可较简便地估计距声中心1 m处辐射噪声的功率谱密度,即谱源级。分析了产生功率谱密度估计误差的原因,包括信道估计误差和环境噪声引起的误差,为降低估计误差提供了理论依据。仿真结果表明,该方法估计1 m处辐射噪声功率谱密度的性能良好。 展开更多

关键词 舰船辐射噪声 功率谱密度估计 多途信道估计 垂直阵

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非均匀海水中水平电偶极子在空气中产生的电磁场 被引量：2

7

作者 任英达 王宏磊 杨坤德 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期1243-1248,共6页

为了提高海水分层媒质中电磁场计算的准确性和电磁波传播性能评估的可靠性,构建了变电导率海水中水平电偶极子在空气中辐射电磁场的模型,本文提出了利用直接全局矩阵对电磁场进行求解的方法,评估了直接全局矩阵和广义反射矩阵的稳定性... 为了提高海水分层媒质中电磁场计算的准确性和电磁波传播性能评估的可靠性,构建了变电导率海水中水平电偶极子在空气中辐射电磁场的模型,本文提出了利用直接全局矩阵对电磁场进行求解的方法,评估了直接全局矩阵和广义反射矩阵的稳定性和计算误差来源。结果表明:利用直接全局矩阵对跨介质电磁场分量求解能有效避免误差的逐层累积,提高了真实海洋环境中电磁场计算的稳定性和准确度。 展开更多

关键词 电磁场 分层媒质 水平电偶极子 非均匀性 海水 广义反射矩阵 直接全局矩阵 误差积累

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基于RPCA的小孔径垂直阵辐射噪声测量方法 被引量：2

8

作者 蒋国庆 孙超 +1 位作者 刘雄厚 蒋光禹 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期1493-1499,共7页

测量辐射噪声时,小孔径垂直阵由于阵增益小,低信噪比时辐射噪声测量的性能较差。针对这一问题,本文提出一种低信噪比下基于稳健主成分分析的小孔径垂直阵辐射噪声测量方法。当阵元接收的环境噪声以非相关噪声为主时,本方法通过稳健主成... 测量辐射噪声时,小孔径垂直阵由于阵增益小,低信噪比时辐射噪声测量的性能较差。针对这一问题,本文提出一种低信噪比下基于稳健主成分分析的小孔径垂直阵辐射噪声测量方法。当阵元接收的环境噪声以非相关噪声为主时,本方法通过稳健主成分分析将数据协方差矩阵分解成低秩的信号协方差矩阵和稀疏的噪声协方差矩阵,再通过信号协方差矩阵计算辐射信号的声源级,降低了环境噪声的影响。数值仿真结果表明:当快拍数足够大时,稳健主成分分析方法可以完全消除非相关噪声分量,而即使快拍数较少,使用稳健主成分分析方法也能消除部分环境噪声,因此使用稳健主成分分析的辐射噪声测量方法比直接进行测量性能更好。 展开更多

关键词 舰船辐射噪声 噪声级测量 稳健主成分分析 低信噪比 噪声消除 小孔径阵 垂直阵

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蒸发波导环境下风浪对电磁波传播影响的数值模拟研究 被引量：5

9

作者 闫西荡 杨坤德 《海洋与湖沼》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期13-19,共7页

蒸发波导是一种特殊的大气波导,在其中传播的电磁波信号会被陷获在近海大气层中,实现超视距传播。受海表面温度、湿度、风速、微波频率等因素的影响,海洋蒸发波导环境中的微波传播特性起伏变化很大,规律十分复杂。以往的工作主要通过计... 蒸发波导是一种特殊的大气波导,在其中传播的电磁波信号会被陷获在近海大气层中,实现超视距传播。受海表面温度、湿度、风速、微波频率等因素的影响,海洋蒸发波导环境中的微波传播特性起伏变化很大,规律十分复杂。以往的工作主要通过计算这些气象因素对蒸发波导条件下大气折射率剖面的影响来分析它们对路径损失的作用,其结果与实验数据仍有较大差异。本文在一定的蒸发波导条件下,利用一维分形海面模型产生海面“地形”,将其作为抛物方程电磁波传播模型的边界条件进行计算,得到相应的路径损失,并与传统计算方法进行对比,分析了不同蒸发波导高度、不同频率及不同接收天线高度时的数值模拟情况,可为舰艇通信系统或者雷达系统的设计提供相应的依据。 展开更多

关键词 蒸发波导 分形海面模型 抛物方程 电磁波传播 雷达设计

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基于深海声影区海底反射损失的地声参数反演方法 被引量：2

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作者 徐丽亚 杨坤德 《声学技术》 CSCD 北大核心 2020年第1期28-33,共6页

海底的声速、密度、衰减系数等地声参数,在声场预报、目标定位中十分重要。因地声参数原位测量和海底采样在深海中实施困难,需要寻找新的方法来获取地声参数。在深海声影区环境下,直达波会随着距离的增加而逐渐消失,一次反射波及多次反... 海底的声速、密度、衰减系数等地声参数,在声场预报、目标定位中十分重要。因地声参数原位测量和海底采样在深海中实施困难,需要寻找新的方法来获取地声参数。在深海声影区环境下,直达波会随着距离的增加而逐渐消失,一次反射波及多次反射波是对深海声影区声场起重要作用的多途信号。文章首先对声影区多途达到结构进行分析,利用多次比较法得到随掠射角变化的反射损失,并对海底地声参数进行反演,然后将反演的地声参数代入声场模型得到海底反射损失,将其与实验测量结果进行比较,结果吻合较好。并通过对反演过程的散点图和后验概率进行分析,证明了反演结果的可靠性。该方法可用于深海声影区的海底地声参数的反演。 展开更多

关键词 地声参数 声影区 海底反射损失 反演

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支持水下UUV集群的水声网络MAC协议研究进展

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作者 赵瑞琴 杨若涵 《电信科学》 2025年第10期29-43,共15页

随着无人水下潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)在水下作业、目标探测等领域的广泛应用,支持水下UUV集群的水声通信网络组网技术正成为水下信息获取领域的研究热点。媒体接入控制(me‐dia access control,MAC)协议作为协调节点... 随着无人水下潜航器(unmanned underwater vehicle,UUV)在水下作业、目标探测等领域的广泛应用,支持水下UUV集群的水声通信网络组网技术正成为水下信息获取领域的研究热点。媒体接入控制(me‐dia access control,MAC)协议作为协调节点间数据传输、优化网络性能的核心技术,对提升水声通信网络效能具有重要作用。系统梳理了国内外支持UUV集群的水声网络MAC协议的研究进展,涵盖从经典协议架构到近年来集群化适配方案的最新成果。基于信道接入机制与应用场景两大维度对现有MAC协议展开深入分析,总结各类方法的技术特点与适用条件,并在此基础上对未来面向UUV集群的水声网络MAC协议发展趋势进行展望,旨在为UUV集群水声网络MAC协议的创新设计与工程应用提供参考与借鉴。 展开更多

关键词 无人水下潜航器 媒体接入控制 接入机制 应用场景

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