一种矢量水听器布放深度估计方法技术

本发明专利技术公开了一种矢量水听器布放深度估计方法，所述方法包括：接收声源辐射的宽带声压和三分量质点振速的时域信号，处理时域信号获得x、y和z三个方向的声能流；利用x方向和y方向的声能流估计声源方位角并合成水平声能流；由z方向的声能流和水平声能流的比值估计出声源到达角；根据声源到达角估计值，结合声速剖面计算该到达角下不同矢量水听器深度对应的直达波与海底反射波的时延模板值；获得直达波与海底反射波的到达时延估计值；计算直达波与海底反射波的到达时延估计值与时延模板值的差值，将差值最小的时延模板值对应的深度作为矢量水听器布放深度估计值。

【技术实现步骤摘要】
一种矢量水听器布放深度估计方法
本专利技术涉及水声探测、声呐
，具体涉及一种矢量水听器布放深度估计方法。
技术介绍
海上试验及工程应用中，矢量水听器实际布放深度一般由一起绑定的压力传感器测量获得，但测量精度正比于深度，大深度布放时深度测量误差较大。矢量潜标系统实际布放深度与压力传感器测量深度的误差会严重降低目标探测及定位的性能。
技术实现思路
为了避免现有技术的不足之处，本专利技术提出一种基于深海水面船只声场多途到达结构的矢量水听器布放深度估计方法，以解决布放深度需要压力传感器测量获得且误差随深度增大而增大的问题。为实现上述目的，本专利技术提出了一种矢量水听器布放深度估计方法，将水面船只作为声源，并将矢量水听器潜标系统布放于深海大深度，所述方法包括：接收声源辐射的宽带声压和三分量质点振速的时域信号，处理时域信号获得x、y和z三个方向的声能流；利用x方向和y方向的声能流估计声源方位角并合成水平声能流；由z方向的声能流和水平声能流的比值估计出声源到达角；根据声源到达角估计值，结合声速本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矢量水听器布放深度估计方法，将水面船只作为声源，并将矢量水听器潜标系统布放于深海大深度，所述方法包括：/n接收声源辐射的宽带声压和三分量质点振速的时域信号，处理时域信号获得x、y和z三个方向的声能流；/n利用x方向和y方向的声能流估计声源方位角并合成水平声能流；由z方向的声能流和水平声能流的比值估计出声源到达角；/n根据声源到达角估计值，结合声速剖面计算该到达角下不同矢量水听器深度对应的直达波与海底反射波的时延模板值；/n获得直达波与海底反射波的到达时延估计值；/n计算直达波与海底反射波的到达时延估计值与时延模板值的差值，将差值最小的时延模板值对应的深度作为矢量水听器布放深度估计值。/...

【技术特征摘要】
1.一种矢量水听器布放深度估计方法，将水面船只作为声源，并将矢量水听器潜标系统布放于深海大深度，所述方法包括：
接收声源辐射的宽带声压和三分量质点振速的时域信号，处理时域信号获得x、y和z三个方向的声能流；
利用x方向和y方向的声能流估计声源方位角并合成水平声能流；由z方向的声能流和水平声能流的比值估计出声源到达角；
根据声源到达角估计值，结合声速剖面计算该到达角下不同矢量水听器深度对应的直达波与海底反射波的时延模板值；
获得直达波与海底反射波的到达时延估计值；
计算直达波与海底反射波的到达时延估计值与时延模板值的差值，将差值最小的时延模板值对应的深度作为矢量水听器布放深度估计值。


2.根据权利要求1所述的矢量水听器布放深度估计方法，其特征在于，所述接收声源辐射的宽带声压和三分量质点振速的时域信号，处理时域信号获得x、y和z三个方向的声能流，具体包括：
采集声源发出的声压时域信号p(t)和三分量质点振速时域信号vx(t)、vy(t)和vz(t)，其中，t为时间，x、y和z为单矢量水听器内部定义的互相垂直的三个方向，z方向垂直于海平面；信号单次采集长度为1s-10s，信号的采样率为fs，取值范围100Hz-10kHz；
利用快速傅里叶变换对声压时域信号号p(t)和三分量质点振速时域信号vx(t)、vy(t)和vz(t)进行处理，得到频点fi处的声压信号频谱P(fi)、x方向质点振速信号频谱Vx(fi)、y方向质点振速信号频谱Vy(fi)和z方向质点振速信号频谱Vz(fi)，i＝1,2,…L，f1和fL为选用频率范围的上下界；L为频点的个数；
计算x、y和z方向上的声能流Ix、Iy和Iz：









其中，上标*表示复共轭算符，符号表示取数据实部。


3.根据权利要求2所述的矢量水听器布放深度估计方法，其特征在于，利用x方向和y方向的声能流估计声源方位角并合成水平声能流；由z方向的声能流和水平声能流的比值估计出声源到达角；具体包括：
由x方向和y方向的声能流，计算声源方位角



由x方向、y方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：戚聿波，周士弘，江磊，杜淑媛，刘昌鹏，张地，敦劲琮，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11