基于声场模信号特征和多项式拟合的声速剖面反演技术研究

摘要：

针对未知环境下利用经验正交函数表示声速剖面的局限性,提出了一种基于多项式拟合和模信号相结合的声速剖面反演方法.介绍了模信号的概念和深海分布特性,通过理论分析和仿真分析,证明低阶多项式拟合可用于深海声速剖面的表征,并提出采用5阶多项式拟合以实现对2 000 m以浅的声速剖面较精确的表征.在反演处理流程中,利用不同参数的多项式拟合计算获得拷贝模信号,利用脉冲声信号获得数据模信号,并通过遗传算法进行参数寻优.以典型Munk剖面为例仿真分析基于垂直阵、单水听器、非海面海底反射(SRBR)信号的反演性能,单水听器的声速剖面反演与垂直阵性能接近,并提出基于非SRBR模信号反演可以提升在海底参数未知条件下反演的技术思路.利用4 000 m海深的单水听器接收的脉冲信号(距离180 km,接收与发射深度均为100 m)进行方法性能验证,结果表明,共轭深度以下(100 ～2000 m)的声速剖面反演误差小于0.2 m/s.

关键词：单水听器、声场模信号、声速剖面、匹配场、遗传算法、多项式拟合

所属期刊栏目：40

分类号：TB566(声学工程)

资助基金：国家自然科学基金项目61471327

在线出版日期：2020-03-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：2283-2295