海洋水聲環(huán)境調(diào)查數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵技術(shù).pdf

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

2、，降低人員干預(yù)度和提高處理結(jié)果質(zhì)量。
　　本文從聲納方程入手，介紹了典型的水聲調(diào)查方法和三分之一倍頻程寬度水聲參量的計(jì)算方法。利用球面擴(kuò)展規(guī)律和水聽器測量得到的信號(hào)級(jí)，推算聲源級(jí)，利用聲源級(jí)減去信號(hào)級(jí)得到聲傳播損失，利用周期圖法估計(jì)噪聲的功率譜。
　　論文重點(diǎn)之一是研究實(shí)際海洋中的瞬態(tài)信號(hào)的自動(dòng)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(jí)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(jì)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(yīng)設(shè)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(yuǎn)接收距離處高檢測概率的要求。
　　論文研究了實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，水聽器深度起伏對(duì)聲傳播測量的影響，仿真分析結(jié)

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(yù)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(xiàng)式擬合固定深度附近聲傳播損失和接收深度的關(guān)系，進(jìn)而將有深度擾動(dòng)的測量值修正到固定深度處的值，通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說明了方法的可行性。這是論文的又一重點(diǎn)。
　　論文最后構(gòu)建了海洋水聲環(huán)境調(diào)查處理系統(tǒng)，包括聲源級(jí)測量、聲傳播損失測量和噪聲級(jí)測量等功能。處理系統(tǒng)首先對(duì)測量的原始數(shù)據(jù)作規(guī)范化整理，高通濾波，爆炸波