一种波导不变量提取方法的仿真研究

摘要

浅海低频声场中存在稳定的干涉结构,蕴含了丰富的目标信息和海洋环境信息.1982年,波导不变量理论问世,Chuprov仅通过一个标量就描述了浅海声场中复杂的干涉结构,提出以后各国学者从不同角度对声场的波导不变量性展开大量研究.Brekhovskikh等人对波导不变量理论进行了更简明的阐述,并对海洋声场空频干涉进行分析;Rouseff等认为在海洋环境影响下,波导不变量应建模成一种分布形式,而不是一个常数;宋文华等结合简正波理论,利用波导不变量在声场中的概率分布对内波影响下波导不变量的变化规律进行研究,给出了波导不变量的变化机理和变化规律.根据相关文献中的仿真及实验结果可将二维傅里叶变换脊法与Hough变换法的适用条件及优缺点总结如下：二维傅里叶变换脊法在提取过程中不需要精确了解海洋环境参数，提取过程简单；但是这种算法需要预知目标距离，应结合引导源信息配合算法使用。Hough变换法在处理过程中利用波束域信号，抗噪性能好；但是需要目标运动，要求目标方位快速变化，对目标方位精度敏感，且需要一段时间的累积。比较发现本算法对先验信息要求少，具有较高的应用价值。在实际应用中，结合先验信息和各种方法的适用条件进行合理的选择，可以有效提高波导不变量后续应用中的精度。