一种基于非均匀稀疏采样的有效声速表构造方法技术
A method of constructing effective sound speed meter based on nonuniform sparse sampling
【技术实现步骤摘要】
一种基于非均匀稀疏采样的有效声速表构造方法
本专利技术涉及水声传播及水声定位
，更具体地说，涉及一种基于非均匀稀疏采样的有效声速表构造方法。
技术介绍
海水是非均匀介质，海水中的声速随温度、盐度和深度的变化而变化，从而导致声波在海水中传播的路径发生弯曲。因此，需要一种声线修正方法，消除声线弯曲对水声定位系统的影响。目前，比较常用的声线修正方法主要有三种，分为为声线跟踪法，等效声速剖面法和有效声速法。声线跟踪方法为了精确逼近实际声线轨迹，采用分层介质模型模拟水下声速分布，把复杂的声速垂直分布近似由多层恒梯度声速构成，即用每个分层为等梯度的声速分布替代连续变化的声速分布，每层用一段圆弧来逼近实际声线轨迹。声线跟踪的优势在于能够以极高的精度逼近实际声线轨迹，但是跟踪过程较为繁琐，非常耗时。等效声速剖面法是根据实际的声速剖面，构造一个恒梯度的声速剖面，则声线轨迹便可以近似为一段圆弧。该方法的优势在于简化了声速剖面，提高了计算效率，但是误差较大。有效声速法重新定义了声线修正模型中的声速，即为两点之间的几何距离与实际声传播时间的比值，从而将传播路径由曲线近似成直线，在实...
【技术保护点】
一种基于非均匀稀疏采样的有效声速表构造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：采集作业海域的声速剖面数据；步骤二：初始化参数，所述参数包括声源位置、所述作业海域的采样空间范围、声速采样率以及声源的初始掠射角；步骤三：设定接收点的深度和水平位置，并对所述声速剖面数据进行分层量化；根据声线跟踪法并结合所述分层量化后的声速剖面数据对所述声源出射的声线进行追踪，求取所述声线的有效声速；步骤四：重复所述步骤三，直至求得所述作业海域的采样空间范围内的所有位置的有效声速，并根据所述有效声速构成密集有效声速表；步骤五：分别求取所述密集有效声速表平均梯度，并根据所述密集声速表的平均梯度...
【技术特征摘要】
1.一种基于非均匀稀疏采样的有效声速表构造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一：采集作业海域的声速剖面数据；步骤二：初始化参数，所述参数包括声源位置、所述作业海域的采样空间范围、声速采样率以及声源的初始掠射角；步骤三：设定接收点的深度和水平位置，并对所述声速剖面数据进行分层量化；根据声线跟踪法并结合所述分层量化后的声速剖面数据对所述声源出射的声线进行追踪，求取所述声线的有效声速；步骤四：重复所述步骤三，直至求得所述作业海域的采样空间范围内的所有位置的有效声速，并根据所述有效声速构成密集有效声速表；步骤五：分别求取所述密集有效声速表平均梯度，并根据所述密集声速表的平均梯度变化规律和所述声速采样率对所述密集有效声速表进行稀疏采样，构成稀疏有效声速表；步骤六：通过多项式拟合重构所述稀疏有效声速表，并求取重构后的稀疏有效声速表与所述密集有效声速表的均方差值；步骤七：设置所述重构后的稀疏有效声速表与所述密集声速表的门限值，并判断所述均方差值是否小于或等于所述门限值，是则将所述重构后的稀疏有效声速表作为最终有效声速表。2.根据权利要求1所述的有效声速表构造方法，其特征在于，所述声速剖面数据是在作业前通过声速剖面仪测得的。3.根据权利要求1所述的有效声速表构造方法，其特征在于，所述密集有效声速表的平均梯度包括水平方向的平均梯度和垂直方向的平均梯度。4.根据权利要求1所述的有效声速表构造方法，其特征在于，所述步骤三中的声线跟踪法建立在分层假设的前提下，包括在所述作业海域的垂直方向上将海水分为至少两层，假设所述声线在每一层海水中的声速是均匀变化的，并逐层求解所述声线的传播时间和传播距离，最终累加求得所述声...
【专利技术属性】
技术研发人员：金晓剑，孙大军，刘义勇，郑翠娥，冒家友，韩云峰，王火平，李海鹏，郝伟修，
申请(专利权)人：中国海洋石油集团有限公司，中海石油深海开发有限公司，哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。