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公开(公告)号：CN108226933A
公开(公告)日：2018-06-29
申请号：CN201711452031.0
申请日：2017-12-28
申请人： 西北工业大学
摘要： 本发明涉及一种基于条纹干涉结构的深海宽带目标深度估计方法，由垂直线列阵组成，有利于提取宽带干涉条纹结构。本发明首先将垂直线列阵布放入水，接收运动目标发射的宽带信号，同时在实验环境下利用声场模型进行不同声源深度的干涉条纹结构的仿真，利用扩展卡尔曼滤波分别进行实验和仿真干涉条纹的追踪，将追踪得到的条纹位置和数目信息带入代价函数，最小化代价函数，此时对应的声源深度即为目标估计深度。有如下优势：不需要复杂的声场模型计算；利用阵列波束输出，提高信噪比；稳健性好，随环境变化小；水听器位于海底，布放方便；潜标可长期稳定地工作。
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公开(公告)号：CN115453458A
公开(公告)日：2022-12-09
申请号：CN202210952750.3
申请日：2022-08-09
申请人： 西北工业大学
摘要： 本发明涉及一种基于浅海声场特性和卡尔曼滤波的高精度声源定位方法，通过射线模型修正时延与收发水平距离的误差关系，从而得到实际的时延与距离的精确映射关系，利用脉冲压缩寻找信号幅值峰值对应的多途到达时延，构建代价函数，通过匹配得到声源与各传感器的水平距离。针对每一帧数据的距离信息，通过最小二乘法估计目标位置坐标，但此时存在偏差，再将每一帧的坐标位置作为卡尔曼滤波器的观测输入量，经过多帧滤波跟踪，确定目标的定位跟踪轨迹。相比于传统定位方法，该方法简单易实施，运用细分化网格声场模型计算与卡尔曼滤波器融合，定位跟踪精度更高，具有潜在的应用价值。
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公开(公告)号：CN106154276A
公开(公告)日：2016-11-23
申请号：CN201610478946.8
申请日：2016-06-27
申请人： 西北工业大学
摘要： 为了有效获取深海环境下的海底参数，本发明提出一种基于海底混响和传播损失的深海海底参数反演方法，首先将单水听器布放入水，船只在调研海域进行走航，同时发射声源信号，采集深海实验数据，提取海底混响和传播损失实验数据。对海底混响模型进行建模仿真，将实验数据与模型仿真的海底混响时间序列进行匹配，反演得到海底声速和密度。利用射线模型计算传播损失与实验值进行匹配，反演得到海底衰减系数。本发明的目的是为获取深海海底参数提供有效的技术方法。
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公开(公告)号：CN116577826A
公开(公告)日：2023-08-11
申请号：CN202310432797.1
申请日：2023-04-21
申请人： 西北工业大学
摘要： 本发明涉及一种基于浅海双节点模态到达时间差的序贯贝叶斯地声参数反演方法。利用双节点传感器同步测量双节点连线上一侧(外侧)固定声源发射的宽带脉冲信号，提取两个接收信号之间的模态到达时间差数据。移动双节点传感器，始终保证声源在双节点连线上的一侧，重复进行测量，结合测量数据和Kraken声场计算模型建立序贯贝叶斯反演中所需的状态方程和测量方程，推断地声参数的序贯后验概率密度分布函数，获得距离相关地声参数的后验估计均值。与现有技术相比其优越性在于：利用双节点传感器可以获得包含局部距离无关环境特征的简正波模态观测数据，避免了地声参数反演时复杂的耦合简正波模型计算，实现了浅海慢变化环境下地声参数的快速反演，该方法稳健性好、效率高，并且双节点单元布放灵活，通过移动或者分布式布放观测可以实现从点到线再到面的多维地声参数反演。
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公开(公告)号：CN108181651B
公开(公告)日：2019-06-21
申请号：CN201711414714.7
申请日：2017-12-25
申请人： 西北工业大学
IPC分类号： G01V1/28
摘要： 本发明涉及一种基于可靠声路径的深海地声参数反演方法，首先将单水听器布放在深海临界深度以下海底附近，船只在调研海域进行走航，同时发射声源信号，采集深海实验数据。接收水听器在临界深度以下的海底附近，利用声源目标得到多途信号，分析提取直达波与海底反射波的多途信息，计算随掠射角变化的海底反射损失，最后与模型仿真的海底反射损失匹配，反演得到海底参数。与现有技术相比其优越性在于：无需大孔径阵列，布放方便。利用不同频率海底层与层之间出现“干涉”这一稳定的物理现象，通过实验数据处理和海底建模仿真，反演得到大深度海域的海底地声参数，本发明中获取的实验数据信噪比高，反演方法稳健性好。
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公开(公告)号：CN115453458B
公开(公告)日：2024-10-11
申请号：CN202210952750.3
申请日：2022-08-09
申请人： 西北工业大学
摘要： 本发明涉及一种基于浅海声场特性和卡尔曼滤波的高精度声源定位方法，通过射线模型修正时延与收发水平距离的误差关系，从而得到实际的时延与距离的精确映射关系，利用脉冲压缩寻找信号幅值峰值对应的多途到达时延，构建代价函数，通过匹配得到声源与各传感器的水平距离。针对每一帧数据的距离信息，通过最小二乘法估计目标位置坐标，但此时存在偏差，再将每一帧的坐标位置作为卡尔曼滤波器的观测输入量，经过多帧滤波跟踪，确定目标的定位跟踪轨迹。相比于传统定位方法，该方法简单易实施，运用细分化网格声场模型计算与卡尔曼滤波器融合，定位跟踪精度更高，具有潜在的应用价值。
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公开(公告)号：CN106154276B
公开(公告)日：2018-10-19
申请号：CN201610478946.8
申请日：2016-06-27
申请人： 西北工业大学
摘要： 为了有效获取深海环境下的海底参数，本发明提出一种基于海底混响和传播损失的深海海底参数反演方法，首先将单水听器布放入水，船只在调研海域进行走航，同时发射声源信号，采集深海实验数据，提取海底混响和传播损失实验数据。对海底混响模型进行建模仿真，将实验数据与模型仿真的海底混响时间序列进行匹配，反演得到海底声速和密度。利用射线模型计算传播损失与实验值进行匹配，反演得到海底衰减系数。本发明的目的是为获取深海海底参数提供有效的技术方法。
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公开(公告)号：CN106707240A
公开(公告)日：2017-05-24
申请号：CN201611251288.5
申请日：2016-12-30
申请人： 西北工业大学
IPC分类号： G01S5/22
CPC分类号： G01S5/22
摘要： 本发明涉及一种基于多途时延的深海声源深度估计方法，利用海底反射(BR)、海面‑海底反射(SB)、海底‑海面反射(BS)、海面‑海底‑海面反射(SBS)的到达时延与接收深度在一定条件下成线性关系；在约束条件下，海底反射(BR)和海面‑海底‑海面反射(SBS)的时延相交于负声源深度，海面‑海底反射(SB)和海底‑海面反射(BS)的时延相交于声源深度；利用两个时延对的在深度‑时延平面的几何特征可用于声源深度的被动定位。
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公开(公告)号：CN108226933B
公开(公告)日：2021-05-07
申请号：CN201711452031.0
申请日：2017-12-28
申请人： 西北工业大学
摘要： 本发明涉及一种基于条纹干涉结构的深海宽带目标深度估计方法，由垂直线列阵组成，有利于提取宽带干涉条纹结构。本发明首先将垂直线列阵布放入水，接收运动目标发射的宽带信号，同时在实验环境下利用声场模型进行不同声源深度的干涉条纹结构的仿真，利用扩展卡尔曼滤波分别进行实验和仿真干涉条纹的追踪，将追踪得到的条纹位置和数目信息带入代价函数，最小化代价函数，此时对应的声源深度即为目标估计深度。有如下优势：不需要复杂的声场模型计算；利用阵列波束输出，提高信噪比；稳健性好，随环境变化小；水听器位于海底，布放方便；潜标可长期稳定地工作。
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公开(公告)号：CN108181651A
公开(公告)日：2018-06-19
申请号：CN201711414714.7
申请日：2017-12-25
申请人： 西北工业大学
IPC分类号： G01V1/28
CPC分类号： G01V1/28 , G01V1/282 , G01V2210/679 , G01V2210/70
摘要： 本发明涉及一种基于可靠声路径的深海地声参数反演方法，首先将单水听器布放在深海临界深度以下海底附近，船只在调研海域进行走航，同时发射声源信号，采集深海实验数据。接收水听器在临界深度以下的海底附近，利用声源目标得到多途信号，分析提取直达波与海底反射波的多途信息，计算随掠射角变化的海底反射损失，最后与模型仿真的海底反射损失匹配，反演得到海底参数。与现有技术相比其优越性在于：无需大孔径阵列，布放方便。利用不同频率海底层与层之间出现“干涉”这一稳定的物理现象，通过实验数据处理和海底建模仿真，反演得到大深度海域的海底地声参数，本发明中获取的实验数据信噪比高，反演方法稳健性好。
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