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将海洋模式与声传播模型结合在一起,设计开发了一种适用于高性能计算机的全球海洋声学预报系统FIO-GOAFS,该系统以自然资源部第一海洋研究所全球0.1°分辨率海浪-潮流-环流耦合模式（FIO-COM）为基础,利用海洋模式预报的温、盐、深参数计算声速剖面,并对声速剖面进行水声环境特征诊断,之后将海洋模式与水下声场传播模型协同连接,结合地声模型（海底地形和底质参数）,实现了全球海域的水声环境特征诊断及水下声场及相关结果的预报。海洋模型提供水下声学预报所需的水体声速、海浪波高等参数,地声模型提供海底地形、底质声速、密度以及衰减等参数,通过调用海洋-声学连接模块提取声传播路径的地形及海洋环境参数剖面,实现海洋模型和声学模型的有效连接。全球海洋声学预报系统在高性能计算机上并行实现,主要包括声场计算中的频点、方位角并行以及声学预报时针对地理空间区域的并行。最后,利用该系统预报并分析了全球海域的水声环境特性及声呐作用距离的季节变化和空间分布特征,为现代声呐的设计、操作和水下应用提供参考。 相似文献
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光纤传感器和水声学及其换能器在海洋技术上的应用 总被引：1，自引：1，他引：1
光纤传感器和水声学及其换能器在海洋技术上的应用孙德兴邵道远朱厚卿邱嵩（中国科学院声学研究所）廖延彪（清华大学电子工程系）光纤传感器和水声换能器在海洋技术上具有极大的应用价值和潜在的应用价值。本文将分别介绍光纤传感器的发展现状及其能够探测物理量的范围以... 相似文献
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随着对水下目标特性研究的深入和声学探测技术的发展,基于单模态的阵列式信息融合或基于空间信息的分布式信息融合的水下目标识别方法研究已有一定成果,但针对复杂海况导致单一物理场或单一融合层次的系统识别性能提高有限等方面影响的水下目标识别方法研究还有所不足,因此,开展基于多模态深度融合模型的水下目标识别方法研究可利用模态互补,共享信息而提升识别率。文中在国内外研究基础上,深入研究了基于到达时差法和多模态方法组合的检测方法,初步形成了基于水声环境空间中多模态深度融合模型的识别框架,开展了海洋中典型自然与人为事件的信号分析与特征提取,并在此基础上,设计新型基于海底基站的被动识别系统。该系统同步记录和由位置等组成的时间序列标记声、磁和压数据,可实现高精度、高分辨率的识别。本研究可满足未来海洋观测对高性能水下目标探测、定位和跟踪系统的迫切需要,为海洋安全监管、海洋突发事件应急响应等领域提供新的技术手段和科学参考。 相似文献
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水面目标辐射噪声模拟技术是测试被动声呐系统、目标识别定向及水声软对抗的关键技术。通过对辐射噪声信号特性的描述及分析,建立了水面目标频域线谱及连续谱分量的数理仿真模型。针对水声信道影响因素,将Kraken简正波声场模型与信号本身特性有机结合。以1/3倍频程滤波带宽算法为基础,完成了对宽带FIR滤波器组的设计。采用现在应用广泛的GPU(Graphic Processing Unit)并行加速平台,实时实现了目标噪声模拟器整体架构,大大降低了系统硬件资源的消耗。通过对模拟器输出信号进行数理分析,证明了该模拟器能较好地实现水面目标的辐射噪声特性,具备良好的科研应用价值。 相似文献
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声波是水下信息获取和目标探测的主要手段,其在海洋波导中的传播特性及声场分布与海洋动力环境紧密相关。基于LLC4320再分析数据,针对吕宋海峡及其周边海域,开展了局部环境场特征和声学特征分析,评价了高分辨率数据对于声学特征研究的适用性。首先,通过分析该区域1月温盐场的时间和空间变化特征,结合跃层的空间分布和时间变化,研究了吕宋海峡区域的动力环境特征;其次,开展了声传播规律的研究,并评价了声速、声传播特征等与温盐场的相关性,可为高分辨率的海洋数值模拟在海洋声学特征研究中的应用提供参考。 相似文献
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声学系统是探测悬浮颗粒物在海洋中的短期时空分布状态,揭示悬浮颗粒物的沉降、扩散和迁移特性的有效工具。本文阐述了声学系统信号与悬浮颗粒浓度的量化(以美国Datasonics声学系统为例)及信号数字化处理。用处理后的数据可定量分析海洋中悬浮颗粒物时空分布以及不同密度层和水团的分布,可供从事物理海洋学方面的研究。文中阐述的声学信号处理方法对在海洋调查研究、海洋环境保护研究和海洋环境监测中声学技术的应用可提供一个借鉴。 相似文献
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谌启伟 《数字海洋与水下攻防》2020,3(1):46-51
介绍了一种水下声学探测浮标的设计及实现。该浮标基于国产北斗 Argo 浮标搭载水声探测载荷，能够在水中自主沉浮，并实现对水声通信信号探测，发现目标后，通过北斗卫星传输目标的相关特征信息。该浮标能够实现设备程控沉浮、自我定位、卫星通信、水声信号检测识别、数据记录、信息显示等功能。 可广泛用于重要航道、演习区域等海域的水下安全排查，掌握水声通信网络布设及分布情况，为我重要军事行动提供决策依据。 相似文献
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海洋沉积物及其声学物理性质的研究 总被引：1，自引：0，他引：1
一、引言 海洋沉积物声学物理性质的研究,是近二、三十年间由于以下各方面的需要而迅速发展起来的。 (一)由于回声测深仪在航海和海洋调查中日益广泛的应用,不断有人尝试从回声测深记录中提取更多有用的信息,亦即希望遍及世界海洋底部的大量回声测深结果不仅提供单一的海洋水深读数,而且能附带地给出有关底质类型及其分布范围、海底浅层物质的结构和层理等资料。这对军事部门和海洋研究者将具有不可估量的价值。对回声测深记录曲线的灰度进行分析和判读,似乎能解决前一个要求,即确定底质的类型和分布。旁测声纳的发明和投入使用,更对这方面的探索研究给以新的有力推动。 (二)水声学特别是浅海水声设备作用距离的研究表明,在基本相同的水文条件下,不同底质的海区可能使传播条件出现重大差异,因而引起了水声学家们对海底沉积物声学物理特性的注意。实践表明,海底沉积物的性质对海洋中声的反射、散射和吸收等一系列特性都有重要的影响,水声学的许多问题不能脱离海底这个下部边界的条件而取得准确的解答。 相似文献
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高数据率远程水声通信技术产业化急待解决的几个问题尤立夫，桑恩方（哈尔滨工程大学水声研究所）随着人类在海洋中经济和军事活动的增加，各种潜器和水下机器人的性能不断得到改进，尤其是无缆的，带有光学或声学成象设备的潜器、机器人即将在不远的将来投入使用。这种潜... 相似文献
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通过测定水下打桩和船舶噪声,利用Matlab软件对两类典型海洋噪声的时-频统计特性进行分析,结合斑海豹听阈和发声频域特性,分析水下打桩和船舶噪声对斑海豹的影响.结果表明:水下打桩及船舶噪声的主要能量分布频段(0～4.0 kHz)与斑海豹听阈敏感频段(0.1～ 100.0 kHz)及发声频段(0.4 ～ 1.5 kHz)相重叠;水下打桩噪声所产生的强噪声声源级(206 dB)会高于斑海豹可忍受的最高声源级(190 dB).由此推断,两类噪声会对斑海豹的生境产生严重干扰,轻者可能导致斑海豹的习性改变及感知和交流能力减弱,重者则会造成斑海豹的听阈丧失.本研究为斑海豹的声学保护提供声学参数依据,并为进一步深入研究提供参考. 相似文献
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通过对2001年亚洲海国际声学实验(ASIAEX)得到的海洋环境噪声数据进行处理,计算了噪声场空间相关系数、功率谱密度和垂直指向性,分别研究了受到远距离和近距离船舶辐射噪声影响的海洋环境噪声空间相关性.结果表明:船舶距离较远(10 km)时其辐射噪声会导致500 Hz以下的海洋环境噪声的空间相关性提高,而对500 Hz以上噪声的空间相关性没有影响;船舶距离较近(≤10 km)时,船舶辐射噪声会导致500 Hz以下的海洋环境噪声相关系数振荡变化,噪声空间相关性曲线在噪声信号声程差相差四分之一波长时出现第一个零点,对500 Hz以上的海洋环境噪声则会引起噪声能量升高,噪声的空间相关性也相对提高.基于现有理论,分别讨论了远距离船舶和近距离船舶产生的噪声场声学特性,对两种噪声场的海洋环境噪声空间相关性进行了合理的解释. 相似文献
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南海三海区海底沉积物物理性质及声学特性 总被引：3，自引：2，他引：3
海底是影响海洋声场极其重要的环境因素。了解海底沉积物的物理特性以及它与声学参数的关系,对于海洋声场分析,声纳作用距离的预报,水声设备在海洋中检测和应用等等都是必不可少的。出于实用的需要,我们曾于夏季在二十天时间内对南海三个海区水声环境场进行考察,其中海底沉积物的物理特性和声学特性是主要内容之一。分别标称为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的三个海区同在一个海域,都处于纬度18°40N＇上下,距离海岸Ⅰ海区约5n mile,Ⅱ海区50n mile,Ⅲ海区110n mile左右,考察范围,每个海区约200 相似文献
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水下电场是一种可用于对水下目标进行探测和识别的重要物理场,通过高灵敏度、低自噪声的水下电场探测系统,可实现对水下目标电场信号的远程测向。针对水下目标测向问题,提出了一种基于稀疏贝叶斯学习的水下电场测向方法。该方法采用多个探测单元同时采集处理水下目标辐射的交变电场信号,再通过稀疏贝叶斯学习方法,实现对目标电场信号波达方向的估计,最终估计出目标与探测系统的相对方位。通过湖上试验,验证了该方法的可行性与鲁棒性。相对于常规波束形成算法,在一定测试场景下,该方法对 16 Hz 频率的正弦波电场信号的测向精度提高了 4.8°。 相似文献
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近年来海洋开发的规模迅速扩大,不论是海港建设,海上石油平台的建立,水下输油管的布设,处处都要求掌握海底工程地质的情况。但海中钻探取样非常费工费时,多年来人们一直在探索用其他简便方法来代替或辅助。声学方法就是一种很有前途的方法。沉积声学就是应这种需要和在水声学、海洋地质学与海洋土力学等几方面配合下发展起来的一门新兴学科。美国海军研究署在1973年召开了海洋沉积物声学会议。北大西洋公约组织反潜战研究中心在1980年开了一个与海底相互作用的海洋声学会议。今年在伦敦召开了声学与海底国际会议。这几个会都是几方面结合的会议,说明这门学科的发展受到各方面的重视。 相似文献
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本文介绍了短基线、超短基线和长基线的声学定位原理和特性。文章还对声学导航、水下跟踪。水下声学定位的应用、海洋工程用的导航技术、海洋勘探以及海洋地球物理调查等问题进行了讨论。 相似文献
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舰船辐射噪声是由舰船上机械运转和舰船运动产生并辐射到水中的噪声，是水下目标探测系统对运动舰船进行探测、识别的基础，亦是扫雷装备需重构的重要物理场信息，具有重要的理论和应用价值。 基于舰船辐射噪声的来源和时频空域特点，将作为体积目标的舰船辐射噪声源简化为 3 个主要噪声辐射源，建立了“三亮点” 的体积目标辐射噪声模型，在保留目标主要特征的基础上，简化了重构算法的复杂性，提高了模型的实用性，可以为实验室目标探测、识别研究和扫雷装备提供较为逼真的目标数据来源。 相似文献
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凸体作为水下航行器表面的一种常见附体结构,其产生的涡流噪声对搭载在水下航行器上的声学仪器的信号精度有非常重要的影响。在马赫数为0.004 8条件下,采用LES-Lighthill等效声源法对三维方形凸体的流场及声场进行仿真,形象地再现了凸体周围涡旋运动变化规律,分析了涡流流动机制及辐射噪声特征。通过正交试验设计,以噪声最小为目标,优化了三维方形凸体结构参数。研究成果为水下航行器附体结构的设计提供了依据。 相似文献