海洋水聲環(huán)境調查數(shù)據(jù)處理關鍵技術.pdf

1、海洋水聲調查既是水聲信道物理規(guī)律性研究的基礎，又為聲納設備的設計和研制提供依據(jù)，一般包括聲源級、聲傳播損失、噪聲、海洋混響、聲速剖面和海底聲學特性測量等。海洋水聲調查數(shù)據(jù)處理目標在于生成海洋聲學調查數(shù)據(jù)處理結果數(shù)據(jù)庫，為海洋環(huán)境信息系統(tǒng)建設提供基礎性數(shù)據(jù)支持。海洋水聲調查數(shù)據(jù)量大，傳統(tǒng)的處理方法，人工干預度大，處理速度慢，對處理人員的專業(yè)性要求較高。本文重點研究聲源級測量、聲傳播損失測量和噪聲測量的數(shù)據(jù)自動處理關鍵技術，旨在提高處理效率

2、，降低人員干預度和提高處理結果質量。
　　本文從聲納方程入手，介紹了典型的水聲調查方法和三分之一倍頻程寬度水聲參量的計算方法。利用球面擴展規(guī)律和水聽器測量得到的信號級，推算聲源級，利用聲源級減去信號級得到聲傳播損失，利用周期圖法估計噪聲的功率譜。
　　論文重點之一是研究實際海洋中的瞬態(tài)信號的自動檢測方法。分析了海洋噪聲的頻譜特性，得出噪聲的主要能量集中在100Hz以下的低頻部分，采用Hinich方法和直方圖法分析海洋噪聲的高

3、斯性，得出持續(xù)秒級的海洋噪聲呈現(xiàn)非高斯分布，而噪聲通過截止頻率為100Hz的高通濾波器后，統(tǒng)計特性近似為高斯分布，因此檢測前數(shù)據(jù)先通過高通濾波器濾波。將海洋噪聲建模為海洋背景噪聲和瞬態(tài)干擾的線性疊加，提出了基于模型的能量檢測器的門限自適應設置方法，使得門限在近收發(fā)距離處高，隨著距離的增加不斷下降，這樣兼顧了近接收距離處低虛警概率和遠接收距離處高檢測概率的要求。
　　論文研究了實驗環(huán)境中，水聽器深度起伏對聲傳播測量的影響，仿真分析結

4、果表明，該影響不能忽略。由此提出了基于模型的修正方法，即用模型預測某一收發(fā)距離和聲源深度下，聲傳播損失隨接收深度的變化規(guī)律，再利用多項式擬合固定深度附近聲傳播損失和接收深度的關系，進而將有深度擾動的測量值修正到固定深度處的值，通過實驗數(shù)據(jù)，說明了方法的可行性。這是論文的又一重點。
　　論文最后構建了海洋水聲環(huán)境調查處理系統(tǒng)，包括聲源級測量、聲傳播損失測量和噪聲級測量等功能。處理系統(tǒng)首先對測量的原始數(shù)據(jù)作規(guī)范化整理，高通濾波，爆炸波