浅海中利用单水听器的声源被动测距

作     者：戚聿波 周士弘 任云 刘建军 王德俊 冯希强 QI Yubo;ZHOU Shihong;REN Yun;LIU Jianjun;WANG Dejun;FENG Xiqiang

作者机构：中国科学院声学研究所声场声信息国家重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学院声学研究所北海研究站青岛266023 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2015年第40卷第2期

页      面：144-152页

核心收录：

学科分类：082403[工学-水声工程] 08[工学] 0824[工学-船舶与海洋工程] 

基　　金：国家自然科学基金(11174312 10974218 11125420)资助 

主　　题：声源定位 水听器 简正波 自相关函数 频率特征 测距方法 脉冲声 频谱特征 截止频率 傅里叶变换 

摘      要：针对浅海声波导中远距离脉冲声源被动测距问题,提出了一种利用单水听器接收信号自相关函数进行warping变换的声源被动测距方法。理想水下声波导中,接收信号warping变换输出的傅里叶变换频谱中具有不变性频率特征,即与声源距离无关的各简正波截止频率;信号自相关函数中不同简正波相干成分也存在不变性频率特征;推导了未知声源距离时特征频率提取值与不变性频率特征之间的近似关系式。这些规律可推广到实际浅海声波导,并用于声源被动测距。利用声场计算模型来提供具有不变性频率特征的频谱,对2011年12月北黄海海域水声实验中单水听器接收的脉冲声数据进行了处理,验证了方法的有效性,测距结果和实际距离符合良好,平均测距误差在10%以内。