一种极地冰层弯曲波脉冲信号检测方法技术

本发明专利技术公开了一种极地冰层弯曲波脉冲信号检测方法，属于极地冰层信号检测领域，基于极地冰层弯曲波的物理频散特征，所述方法包括：S1：利用传感器采集声信号并预处理，得到预处理后的信号；S2：设置帧长、帧跨度、调频阶次、阈值；S3：对各帧的上述信号进行变换处理；S4：计算各帧信号变换后频谱的最大值；S5：利用预设的阈值判断帧数据有无信号；针对极地冰层中的弯曲波会出现频散效应，提出一种变换手段进行信号检测的方法。实验结果表明，该方法能够实现极地冰层中弯曲波脉冲信号的检测，利用快速傅里叶变换实现，以提高计算效率。以提高计算效率。以提高计算效率。

【技术实现步骤摘要】
一种极地冰层弯曲波脉冲信号检测方法


[0001]本专利技术属于极地冰层信号检测领域，具体涉及一种极地冰层弯曲波脉冲信号检测方法。

技术介绍

[0002]极地声学是水声学三大研究方向之一。北极常年覆盖着厚厚的冰层，声波在传播过程中与海冰冰层相互作用，形成了独特的极地水声传播环境。研究适应于极地环境的水声信号处理方法和装备是我国北极水声学研究人员的重要课题之一。
[0003]利用声学手段，远程监测北极海冰冰层的振动具有比较重要的意义。比如受极端天气、海面涌浪、气候影响等因素，固定冰区的冰层会产生瞬间断裂过程。水下航行器如果需要进行卫星通信时，从北极水下突破冰层，会产生脉冲声。科研工作者在冰面作业时，受限于恶劣天影响，也需要远距离监测冰上人员安全。另外冰下的爆炸声也会激发冰层中振动。
[0004]研究表明，在低频段，冰层中存在两种兰姆波模式：弯曲波和纵板波，其中对于冰层脉冲声源，激发的弯曲波能量相对比较大，而且冰在低频段的声吸收系数较小，弯曲波可以传播实现远程传播。不过受北极环境噪声影响，冰面传感器采集到的弯曲波脉冲信号仍然是比较衰弱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极地冰层弯曲波脉冲信号检测方法，其特征在于，所述方法包括：S1：利用传感器采集声信号并预处理，得到预处理后的信号；S2：设置帧长、帧跨度、调频阶次、阈值；S3：对各帧的上述信号进行变换处理；S4：计算各帧信号变换后频谱的最大值；S5：利用预设的阈值判断帧数据有无信号。2.根据权利要求1所述的一种极地冰层弯曲波脉冲信号检测方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：使用布放在极地冰层中的传感器用于采集环境中传播的声信号，所述传感器为垂向加速度计，或使用地震检波器设备采集数据；采集器的采样频率为25.6kHz，对信号进行初步的低通滤波，以消除高频噪声。3.根据权利要求1所述的一种极地冰层弯曲波脉冲信号检测方法，其特征在于，在步骤S2中，采用帧处理方法实现，满足极地信号处理的实时性，帧长指的是每一帧采样数据的时间长度，设置帧长为0.2s，即5120个连续采样点；帧步长是指两帧的时间差，设置帧步长为10个采样点；基于弯曲波的频散特征可知，弯曲波具有频率调制特征，调频阶次取值范围为0到1之间，且不包括0和1，调频阶次可设为0.5；阈值用于判断信号的有无，需要根据实际环境确定，当输出结果大于阈值时，确定当前帧中存在冰层弯曲波脉冲信号，否则确定当前帧数据为环境噪声；阈值设为环境噪声输出平均值。4.根据权利要求1所述的一种极地冰层弯曲波脉冲信号检测方...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷敬伟，刘建设，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：