一种浅海近场声源定位方法技术

一种浅海近场声源定位方法，属于定位方法领域。浅海环境中的背景极其复杂，存在不可控因素导致实际获取数据与理论存在较大偏差；浅海环境中的声源存在大量干扰噪声，实际获取的声源信号精确度不高。一种浅海近场声源定位方法，利用Matlab的水声工具箱进行水下环境仿真；然后模拟不同环境的海底反射系数对水下声场建模进行改进，改进后的三种环境再根据不同算法进行仿真分析，以此得出每一种环境下的最优解。本发明专利技术通过对不同海底环境下的水下声场分布进行建模分析得出在不同情况下的水下声场分布。通过对比CBF、MVDR、ac

A method of near-field sound source location in shallow water

【技术实现步骤摘要】
一种浅海近场声源定位方法


[0001]本专利技术涉及一种声源定位方法，特别涉及一种浅海近场声源定位方法。

技术介绍

[0002]大陆近海蕴藏着丰富的油气资源。能源的开发需要准确地布置和敷设海洋工程结构物、海底光缆管线，保障生产及生活的安全。因此，水声技术受到了更多的重视，并提出了更高的要求。1996年以前国际上建立了联合国大陆架界限委员会认为采用五种设备测量的图件和资料才能被认可为划界的依据，其中三种设备都是采用声纳设备，可见水声定位技术的重要性。
[0003]近些年来，水下声源定位的手段愈发多样化，常规波束形成器通过简单的加权求和达到空间滤波的作用，具体最好的稳健性和兼容性。但是由于受到基阵孔径的限制，阵增益有限，空间分辨率较低，不能实现小尺度基阵条件下对多个临近噪声源的空间定位。为了提高水下声源定位方法的空间分辨率等性能，各种高分辨方法涌现出来。所谓高分辨方法，即超瑞利极限的方法，包括基于线性预测理论的高分辨算法、子空间类方法、子空间拟合类方法等。目前大多数声源定位理论都是基于自由场环境的，而实际的测量环境会受到海面、海底等边界的影本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浅海近场声源定位方法，其特征在于：所述方法通过以下步骤实现：首先，利用Matlab的水声工具箱进行水下环境仿真；然后，模拟不同环境的海底反射系数对水下声场建模进行改进，改进后的三种环境再根据不同算法进行仿真分析，以此得出每一种环境下的最优解。2.根据权利要求1所述的一种浅海近场声源定位方法，其特征在于：所述的利用Matlab的水声工具箱进行水下环境仿真的过程包括：(1)利用Matlab仿真平台对三种不同海底情况进行仿真分析；(2)利用Matlab仿真平台利用两种组合阵对水下声源分布进行定位分析；所述的两种组合阵包括与声源平行和与声源具有300夹角的组合阵；(3)将之前所做得研究结合起来，利用不同环境下的不同组合阵，对CBF、MVDR、ac
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MVDR三种算法进行仿真分析对比。3.根据权利要求1或2所述的一种浅海近场声源定位方法，其特征在于：所述的模拟不同环境的海底反射系数对水下声场建模进行改进，改进后的三种环境再根据不同算法进行仿真分析，以此得出每一种环境下的最优解的过程为：设置仿真实验一的内容为：11元均匀水平线列阵位于x轴，1号阵元位于坐标原点，阵元间距为1m；存在同频等幅的不相干双源，声源频率为f1＝f2＝lkHz，采样频率10kHz，水中声速为1500m/s，定义声源发出信号的信噪比20dB；测量垂直距离y
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＝4m，双源位置坐标为(x1，z1)＝(3，0)m，(x2，z2)＝(7，0)m；设置仿真实验二的内容为：坐标为(x2，z2)＝)7，0)m的声源幅度是坐标为(x1，z1)＝(3，0)m的声源幅度的二倍和四倍，其它的仿真条件不变，采用幅度补偿的与未补偿的MVDR聚焦波束形成的空间谱切片图进行对比；其中，(1)建立水下声传播模型的过程为：声波在水介质中的传播规律可用压力场通过海洋的传播来描述，它满足与时间有关的波动方程或与时间无关的亥姆霍兹方程；当初始条件与边界条件确知时，波动方程有唯一确定解；波动方程是从更基本的状态方程、连续方程和运动方程导出的；采用简化的与时间有关的双曲型二阶线性偏积分方程：式中是拉普拉斯算子；是与时间函数有关的势函数：c＝c(x，y，z)为声速，它是位置的函数；t是时间；引入单频连...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩闯，李子旭，张晓琢，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：