一种等梯度声速剖面优化方法技术

本申请属于海洋测绘及水声信号处理技术领域，提供一种等梯度声速剖面优化方法，包括以下步骤：S1，基于声速采样数据集建立原始声速剖面，其中为声速采样点的个数，为声速采样点的序号，、分别为第个声速采样点处的水深及声速；S2，基于所述原始声速剖面的声速梯度方向变化情况确定关键采样点集合，其中为关键采样点的个数，为关键采样点的序号；S3，基于所述将所述原始声速剖面划分为个预分层；S4，遍历所述个预分层，基于距离和角度约束确定每个预分层中保留的声速采样点；S5，基于所有预分层中保留的声速采样点建立优化等梯度声速剖面。本申请提供的方法，能够在保留原始声速剖面关键特征的基础上对采样点数量进行极大的优化。大的优化。大的优化。

【技术实现步骤摘要】
一种等梯度声速剖面优化方法


[0001]本申请属于海洋测绘及水声信号处理
，进一步地，涉及水声声速剖面数据处理方法，具体提供一种等梯度声速剖面优化方法。

技术介绍

[0002]在复杂的海洋环境里，海洋的不均匀性和多变性导致水中传播声线不再是一条直线，声线往声速小的方向弯曲，且弯曲程度与声速变化率呈正相关。对于水声定位系统，声线弯曲会造成声波在发射、接收换能器之间的实际传播时延大于直线传播时延，水声测距得到的是声线的实际传播距离，而非声学发射换能器与接收换能器间的直线传播距离。因此，声线弯曲会使超短基线水声定位结果发生偏移，降低定位精度，严重时还会出现野值点，必须进行声线修正。
[0003]目前声线修正方法大都是基于射线声学理论提出的：等效声速剖面法、查表法、有效声速法以及声线跟踪法等。在声速剖面已知的情况下，声线跟踪法是修正声线弯曲误差最有效的方法，是水下目标定位的重要基础，其中尤以等梯度声线跟踪算法应用最为广泛。
[0004]等梯度声线跟踪技术首先利用分层近似将声速剖面分为多层，然后对每一分层赋予相应的固定声速梯度，最后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种等梯度声速剖面优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，基于声速采样数据集建立原始声速剖面，其中为声速采样点的个数，为声速采样点的序号，、分别为第个声速采样点处的水深及声速；S2，基于所述原始声速剖面的声速梯度方向变化情况确定关键采样点集合，其中为关键采样点的个数，为关键采样点的序号；S3，基于所述将所述原始声速剖面划分为个预分层；S4，遍历所述个预分层，基于距离和角度约束确定每个预分层中保留的声速采样点；S5，基于所有预分层中保留的声速采样点建立优化等梯度声速剖面。2.根据权利要求1所述的等梯度声速剖面优化方法，其特征在于，步骤S2进一步包括以下步骤：S21，基于公式(1)确定各个声速采样点处的声速梯度：；S22，对于第2至第个声速采样点中的任意一个声速采样点，如果该声速采样点处的声速梯度与其前一个声速采样点处的声速梯度的方向不同，则将该声速采样点作为关键采样点；S23，重复执行步骤S22直到遍历第2至第个声速采样点，得到关键采样点集合。3.根据权利要求2所述的等梯度声速剖面优化方法，其特征在于，步骤S2中还包括对关键采样点集合进行优化的步骤，所述优化具体为：S24，对于第2至第个关键采样点中的任意一个关键采样点，如果该关键采样点处与其前一关键采样点处的声速变化小于声速变化阈值，则将该关键采样点从中剔除；S25，重复执行步骤S24直到遍历第2至第个关键采样点，将保留的关键采样点的个数重新设置为，最终得到优化的关键采样点集合。4.根据权利要求1所述的等梯度声速剖面优化方法，其特征在于，步骤S3具体为：将海面作为第1个预分层的层顶，将海底作为第个预分层的层底；以及依次将相邻的关键采样点作为各个预分层的层顶和/或层底。5.根据权利要求1所述的等梯度声速剖面优化方法，其特征在于，步骤S4中所述基于距离和角度约束确定每个预分层中保留的声速采样点，具体为对于每个预分层，执行以下步骤：S41，提取与该预分层对应的声速采样数据集，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗宇，程梦迪，宋熙昭，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：