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海上风电场建设期风机打桩会产生高强度的水下噪声,研究水下冲击打桩噪声的监测方法、特性分析及对海洋生物的影响是非常重要的。采用自容式水下声音记录仪,多点同步测量了福建省兴化湾海上风电场二期工程建设期单次完整的水下冲击打桩噪声,从时频域特性进行了分析,并利用最小二乘法拟合得到了打桩声源级和声暴露级。结果表明：水下冲击打桩噪声是典型的低频、高强度的脉冲信号,单个脉冲持续时间约90~100 ms,峰值声源级约209.4±2 dB,声暴露级约197.7±2 dB;主要能量分布在50 Hz~1 kHz频段,750 m测量点的该频段声压级相比海洋环境背景噪声,提高了约40~50 dB。水下冲击打桩噪声频域能量分布与大黄鱼的听觉敏感频段相重叠,对大黄鱼影响程度和范围较大,实际工程应用中宜采用声暴露级作为评价指标。 相似文献
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水下自航式海洋观测平台技术发展研究 总被引：3，自引：2，他引：3
水下自航式海洋观测平台是一种新型海洋观测平台，主要用于无人、大范围、长时间水下环境监测，包括物理学参数、海洋地质学和地球物理学参数，海洋化学参数、海洋生物学参数及海洋工程方面的现场接近观测。其特点是：成本低，环境适应性强，可冲破人工潜水极限而进入现场进行接近观测，免除了ROV需要水面支援母船的累赘，减少作业经费，体积小，使用方便，便于布放回收；可根据水声信号摇控或预置程序控制，按要求进行相关项目观测；有自主动力，水下运行时间相对较长，有源噪声低，可进行隐弊观测，正是基于以上的优点，近几年颇得海洋环境监测和海军方面的青睐，本文介绍了国际上水下自动观测平台的发展历史和现状，提出了我国开展研究水下自动观测平台的重要性及研究的面容。 相似文献
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海洋环境噪声是海洋声场的背景场,通常被当作干扰项,许多国家纷纷投入力量,开展海洋环境噪声数据获取、分析及噪声场建模工作。针对海洋环境噪声的测量,同时为了满足设备在水下较长时间工作,设计了一种基于ARM芯片的海洋声信号高速数据采集系统,即单通道低功耗大容量海洋声信号测量仪,集成温度传感器、压力传感器和同步模块,具备定时和连续两种工作方式。采用ARM Cortex-M3微控制器LPC7168控制24位AD芯片ADS1271实现声信号采集,最高采样速率可达50 k,采集的AD数据以文件格式存储在SD卡(容量256 Gbyte)中。采用单片机PIC12F509作为值班电路,PIC12F509在控制系统工作时作为看门狗使用。经过实验室试验和湖试,验证系统工作稳定,数据采集存储正常,在消声水槽完成与DSG比测试验,通过对回放数据的分析,验证采集数据一致性较好。试验证明声信号测量仪是获取海洋环境噪声的重要设备。 相似文献
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针对海洋磁力测量数据中存在的高斯噪声,采用基于交叉证认的小波阈值去噪方法进行噪声去除。首先对磁力数据进行小波分解,利用交叉证认方法自动识别小波分解的信号层与噪声层,然后对噪声层小波系数进行阈值处理,进一步提取噪声层中的有用信息,最后进行小波重构得到去噪信号。同时提出了一种改进阈值处理函数,能够改善传统软、硬阈值函数存在的缺陷,提高重构信号的精度。实验分析表明,当噪声水平小于1.5nT时,相比于传统软、硬阈值函数的小波阈值去噪方法,该方法可更好地去除海洋磁力数据中的高斯噪声,并可较好地保留数据中的有用细节信息,使数据质量得到提高。 相似文献
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《应用海洋学学报》2015,(2)
水下声探测是外国调查船和水下文物盗捞船进行非法调查和探测的主要技术手段,根据信号的主要声特征,对海洋水下声探测信号进行分类,分为宽带中、低频信号和窄带高频信号.在福建兴化湾海域采集了浅地层剖面仪信号、电火花声源信号、侧扫声纳信号和单频测深信号4种代表性的海洋水下声探测信号,根据声特征分析给出了对应的分类,其中:浅地层剖面仪信号为信号类型确定的中、低频信号;电火花声源信号为宽带脉冲中、低频信号;侧扫声纳信号和单频测深信号为窄带高频信号.通过对4种实测声探测数据的分析研究,给出了对应类型的海洋水下声探测信号的分析、提取方法,其中:信号类型确定的中低信号和窄带高频信号在初步的时、频分析基础上,可通过带通滤波提取;宽带脉冲中、低频信号在初步的时、频分析基础上,可尝试通过小波尺度相关滤波的方法提取.结合已知的水下声探测信号的主要声特征,实现对采集的海洋水下声探测信号的识别. 相似文献
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针对侧扫声呐图像斑点噪声强、背景海底散射干扰严重,海底目标轮廓自动提取困难的问题,提出了一种基于K-means聚类与数学形态学相结合的海底目标轮廓自动提取算法。为克服噪声干扰,该算法首先利用中值滤波去除侧扫声呐图像中的强斑点噪声;然后采用K-means聚类算法对侧扫声呐灰度图像进行分割,并二值化,除去大部分海底背景噪声,初步提取出目标;接着利用数学形态学运算去除提取结果中的孤立噪点,并填充目标内部孔洞,得到连续化、圆滑的目标边缘;最后对处理后的侧扫声呐图像进行边缘检测,提取出目标轮廓。实验结果表明:该算法思想简单易行,具有很强的克服背景噪声的能力,自动提取的目标轮廓连续性较好,结果准确可靠。目前,在侧扫声呐图像目标轮廓提取过程中,主要采用人工方式,自动性较差,效率较低。本文算法可以实现目标轮廓的自动提取,提高效率,具有较强的实用价值。 相似文献
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黄、渤海两种鱼噪声谱的水下观测 总被引：1，自引：0，他引：1
鲈目鱼类是一种重要的发声鱼类,而且也是我国近海主要的海洋发声生物之一。海洋生物噪声对水下声信号传递是一种干扰源,但在许多情况下也可利用它带有某些有用的生物信息来为生产服务。如在渔业上可从生物噪声中提取某些有关渔业资源方面的信息,根据鱼类噪声的特征以寻觅鱼群、跟踪鱼群．洄游,提前预报渔情等。它对渔业上进行合理捕捞和提高生产率都具有现实意义。叫姑鱼、白姑鱼都属鲈目鱼类,是当前黄海中部以北和渤海海区赖以支持渔业生产的鱼类。本文根据海洋现场实测的鱼噪声信号进行了分析。１方法根据叫姑鱼和白姑鱼的主要活动海… 相似文献
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由于传统情况,匹配场处理器主要针对接收信号为高斯信号,而海洋环境中存在大量的有色噪声,因此设计基于高阶累积量的匹配场处理器具有一定价值。本文介绍了一种在海洋声层析环境下用高阶累积量来降低匹配场处理中高斯有色噪声的算法,对比研究了基于高阶累积量的简正波声场匹配场处理器、传统线性匹配场处理器、自适应匹配场处理器及二阶MUSIC算法匹配场处理器在相同声场环境条件下的匹配场定位效果。研究结果表明,在不考虑参数失配与计算量前提下,接收信号经过基于高阶累积量的简正波声场匹配场处理器后再进行匹配场定位,能有效降低旁瓣,且使用高阶累积量可显著消除海洋传播环境中高斯有色噪声和高斯白噪声对信号的干扰,其匹配效果优于另外三种匹配场处理器。 相似文献
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A special-purpose definition is proposed for phase fluctuations to overcome the obstacle of unpredictable dynamic changes in the phase angle. This definition implies a specific time history for each phase sample and any deviation is termed a phase fluctuation. Its application to acoustic data led to the development of a technique for temporally aligning the phase angles of the acoustic pressure phasors. This alignment process transforms the signal phasors to the real half-space of a rotated complex plane, while the corresponding noise is distributed with random phase angles. Signal processing conducted in the rotated plane improves the temporal coherence of the signals without significantly altering the incoherence of the noise. Coherent attenuation and cancellation of signals is common with temporal coherence and vector averaging. These were eliminated when the aligned-phase angles were substituted for the original unaligned phase angles. Thus, the transformation produces a net temporal coherence gain. Furthermore, it significantly improves the robustness of the signal processor to source and receiver motion. An automatic identifier of signals in the transformed plane also is introduced. Signal identification is based on aligned-phase angle temporal coherence, which significantly improves identification of signals. Results are included for both ocean and atmosphere acoustic data. 相似文献
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当代水下目标探测向低频远程发展,海洋环境噪声的低频特性倍受关注,航船噪声是海洋中的主要低频噪声源。近几十年来,海上航运量迅速增长,导致海洋环境低频噪声大幅升高,增加了海洋环境的噪声污染。本文依据港口进出航船信息库和船舶自动识别技术数据库资料,分析历史航船分布数据,依据获得的某开阔海域航船分布规律,建立数值模型估计了航船噪声源对低频海洋环境噪声特征的影响。结果表明,日进、出港的航船数近似满足正态分布,近海开阔海域单位面积、单位时间内的航船数近似满足泊松分布;由于海上航船的影响,海洋环境噪声强度呈明显的水平非均匀分布状态。 相似文献
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风通过影响海洋表面从而产生200 Hz以上的深海环境噪声,但有研究指出,通过风生表面波之间的非线性相互作用产生的驻波,能够与海床共振构成海底微震,从而产生10 Hz以下的噪声。针对这一新型风生噪声机制,本研究对威克岛海域10 Hz以下的极低频噪声进行了分析。比较了不同频率下海洋环境噪声功率谱级与风速的相关性,并讨论了风速和风向对设立在威克岛南北部二组水听器三联体信号的影响,结果表明2 Hz处的海洋环境噪声级与风速相关性最好,而风速和风向变化越剧烈海洋环境极低频噪声与风速风向的相关性越好。 相似文献
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Ship noise received on a horizontal array towed behind the ship is shown to be useful as a potentially diagnostic tool for estimating local acoustic bottom properties. In numerical simulations, tow-ship noise which bounces off the bottom is processed on a beamformer that shows the arrival angles; the beamformer output is readily interpreted by relating it to the Green's function of the acoustic wave equation. Simple signal processing is shown to be sufficient to extract the propagation angles of the "trapped" (i.e., propagating) modes of the acoustic waveguide. By relating the trapped modes to a basic geophysical model of the bottom, one can predict acoustic-propagation conditions for a particular bottom-interacting ocean acoustic environment. 相似文献
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In active sonar and in passive sonar localization, time delay is a fundamental parameter whose extraction is vital to the sonar function. The underlying time delay parameter (or parameter vector) contains information about the acoustic source (or reflector) as seen through the ocean at a receiver. The ocean effects require sonar adaptation. A tutorial review of ocean effects in time delay estimation is provided, with references to benchmark work. It covers coherence, time-delay estimation, localization, time-varying time delay estimation, the complexity of the ocean environment, and depth estimation using mode matching 相似文献
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洋中脊是板块扩张和洋壳增生的主要区域,除了发育沿洋脊走向的裂隙式喷发火山脊,还分布有众多零星的中心式喷发火山锥。这些火山锥的形态和分布对了解洋中脊构造和岩浆活动具有重要的指示意义。基于海底多波束地形数据,采用人工或机器解译方法可以识别这些火山锥。本文利用大洋24航次船载多波束测深获得的卡尔斯伯格脊DEM(数字高程模型)数据,以非监督分类为手段,开展洋中脊火山锥的自动提取方法研究。基于原始DEM计算地形坡度、地表粗糙度、正负地形等衍生参数,进行特征变换,提取火山锥的特征信息。使用ISO(迭代自组织)聚类方法对特征变换后的图像进行聚类分析,并利用景观形状指数进行几何筛选,完成火山锥的自动提取。所使用的海底火山锥自动识别方法,正确率达0.8,重叠率约0.7,识别效果较好,效率高,能够在海底大范围的火山锥解译中发挥重要作用。 相似文献
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A technique for simultaneously improving resolution and signal-to-noise ratio gain, the directivity improved estimation technique (DIET) combined with the advanced WISPR summation (AWSUM), or DIET AWSUM, is introduced. The DIET AWSUM method combines a straightforward deconvolution technique with the highly fluctuation-sensitive AWSUM filter. DIET AWSUM results generated for ocean acoustic data are compared with estimates produced using the maximum entropy method (MEM), a well-tested standard. The DIET AWSUM method achieved superior results in both increased resolution and improved gain for stable signal identification chiefly because of its greater ability to discriminate between stable signals and fluctuating signals and noise 相似文献
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《Oceanic Engineering, IEEE Journal of》2006,31(2):345-355
Predicting sonar detection performance is important for the development of sonar systems. The classical sonar equation cannot accurately predict sonar detection performance because it does not incorporate the effect of ocean environmental and source position uncertainty. We propose an analytical receiver operating characteristic (ROC) expression that characterizes the performance of the optimal Bayesian detector in the presence of ocean environmental and source position uncertainty. The approach is based on a statistical model of the environment and a physical model of acoustic propagation, which translates ocean environmental and source position uncertainty to signal wavefront uncertainty. The analytical ROC expression developed in this paper is verified for source position uncertainty due to source motion using both simulated data and real data collected during the Shallow Water Evaluation Cell Experiment (SWellEx-96). The results showed that the primary effect of source position uncertainty on optimal sonar detection performance is captured by the rank that corresponds to the significant eigenvalues of the signal matrix, an ensemble of replica signal wavefronts (normalized acoustic pressure vector) at the receiving array. The results also showed that the proposed ROC expression provides a realistic detection performance prediction for the Bayesian detector for source position uncertainty using real data. The proposed approach to sonar detection performance prediction is much simpler and faster than those using conventional Monte Carlo approaches. 相似文献