【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及声纳，具体为一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法。
技术介绍
1、海洋覆盖着地球表面的70％以上，蕴藏着丰富的矿产资源、生物资源和能源，是资源的宝库、战略的重地和交通的要道。随着海洋的开发和信息产业的发展，长基线定位、水声通信等技术，被广泛的应用于军事及海洋工程等领域，这些技术主要载体是声纳，评估对应声纳的作用距离，对实际军事与海洋工程具有重要意义，例如对于水下长基线定位系统，水下长基线系统节点对信标的作用距离将影响水下长基线系统布放，以及长基线系统的覆盖范围。
2、目前的声纳作用距离评估方法，包括两种方法，一种工程人员根据历史产品及相关湖试、海试数据推断出声纳的作用距离；另外一种是将声纳使用的海洋环境理想化，例如不考虑海面、海底及海深等因素的影响，再通过声纳方程进行作用距离的评估。
3、工程人员根据历史产品及相关湖试、海试数据推断出声纳的作用距离，取决于相关工程人员的经验，并且相关湖试、海试数据较难为获取，对于新型产品可能缺乏历史产品进行参考，另外一种是将声纳使用的海洋环境理想化，例如不考虑海面、海底及海深等因素的影响，再通过声纳方程进行作用距离的评估。该方法能够粗略的估算出声纳的作用距离范围。但声纳在复杂海洋环境下，声纳作用距离不仅受实际工作的海洋水文条件、海深、海面、海底以及背景噪声等多种条件密切相关，还取决于设备本身指向性、阵形以及信号处理技术等因素。受上述因素影响，该方法估算出的声纳作用距离可能与实际工况下声纳作用距离有较大偏差，对声纳或声纳组成的系统的性能产生影响，因此，如
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，以解决上述
技术介绍
中提出的如何在复杂环境下精确的评估声纳的作用距离的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，该实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法包括如下步骤：
3、s1：根据声纳本身特性，确定声纳参数；
4、s2：根据声纳最大工作海况，以及海洋环境噪声模型确定声纳使用的海洋环境噪声级nl；
5、s3：根据声场仿真得到用于计算声波在声纳与目标之间的能量传播损失tl；
6、s4：根据声纳方程计算信号余量，得到信号余量大于0的临界点，即为声纳的作用距离。
7、优选的，所述步骤s1中的声纳参数包括声源级sl、阵增益di和检测阈dt。
8、优选的，所述步骤s2中的海洋环境噪声包括湍流、船舶运输、波浪作用、热搅动、地震、降雨、海洋动物和冰盖破裂。
9、优选的，所述步骤s3中的计算声波在声纳与目标之间的能量传播损失tl的方法包括如下步骤：
10、a1：确定被评估的声纳的参数；
11、a2：确定被评估声纳的工作海域的海深及海底地形；
12、a3：根据声纳最大工作海况以及海面反射系数模型，计算声纳在实际工况下的海面反射数；
13、a4：根据被评估声纳的工作海域的位置、海底底质分布图及海底底质模型或历史样本数据，确定声纳使用海域的海底底质的声学参数；
14、a5：确定被评估海域的声速剖面；
15、a6：根据声纳具体的使用海区和声纳工作频段选择合适的声场传播模型；
16、a7：将上述步骤中的参数代入选取的声场模型进行仿真得到传播损失。
17、优选的，所述步骤a1中的被评估的声纳的参数包括工作频段和工作水深参数。
18、优选的，所述步骤a2中的海底地形可以通过历史数据集或者公开海图获取。
19、优选的，所述步骤a3中的海面反射系数模型包括kirchhoff模型、kuo模型和beckmann-spizzichino模型。
20、优选的，所述步骤a5中的声速剖面获取包括直接法和间接法。
21、优选的，所述直接法是通过声速剖面仪和ctd设备获取海洋环境中的声速剖面，所述间接法是使用argo浮标数据或者卫星测得海表面温度，通过对声速进行外插值处理来实现。
22、优选的，所述步骤a6中的声场传播模型包括简正波模型、射线理论模型和抛物方程模型，所述简正波解是对波动方程的一种精确的积分解，所述射线理论给出了在一定条件下波动方程的近似解，是对流体媒质中声传播波动理论的一种近似表述，所述抛物方程模型用递推法求解。
23、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，能够在考虑实际工况下以及影响声纳作用距离的各个因素下获取声纳作用距离指标，能够更准确的评估声纳作用距离。
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1.一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：该实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述步骤S1中的声纳参数包括声源级SL、阵增益DI和检测阈DT。
3.根据权利要求2所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述步骤S2中的海洋环境噪声包括湍流、船舶运输、波浪作用、热搅动、地震、降雨、海洋动物和冰盖破裂。
4.根据权利要求3所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述步骤S3中的计算声波在声纳与目标之间的能量传播损失TL的方法包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述步骤A1中的被评估的声纳的参数包括工作频段和工作水深参数。
6.根据权利要求5所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述步骤A2中的海底地形可以通过历史数据集或者公开海图获取。
7.根据权利要求6所述的一种实际工
8.根据权利要求7所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述步骤A5中的声速剖面获取包括直接法和间接法。
9.根据权利要求8所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述直接法是通过声速剖面仪和CTD设备获取海洋环境中的声速剖面，所述间接法是使用argo浮标数据或者卫星测得海表面温度，通过对声速进行外插值处理来实现。
10.根据权利要求9所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述步骤A6中的声场传播模型包括简正波模型、射线理论模型和抛物方程模型，所述简正波解是对波动方程的一种精确的积分解，所述射线理论给出了在一定条件下波动方程的近似解，是对流体媒质中声传播波动理论的一种近似表述，所述抛物方程模型用递推法求解。
...【技术特征摘要】
1.一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：该实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述步骤s1中的声纳参数包括声源级sl、阵增益di和检测阈dt。
3.根据权利要求2所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述步骤s2中的海洋环境噪声包括湍流、船舶运输、波浪作用、热搅动、地震、降雨、海洋动物和冰盖破裂。
4.根据权利要求3所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述步骤s3中的计算声波在声纳与目标之间的能量传播损失tl的方法包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述步骤a1中的被评估的声纳的参数包括工作频段和工作水深参数。
6.根据权利要求5所述的一种实际工况下的声纳作用距离指标的获取方法，其特征在于：所述步骤a2中的海底地形可以通过历史数据集或者公开海图...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈志勇，刘亚非，王建军，郑永昌，郝彤昱，
申请(专利权)人：中船海洋探测技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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