浅海风成海洋环境噪声场空间结构及海底参数反演研究

摘要

浅海海洋环境下,环境噪声源发出的声波在传播过程中在海面与海底之间经历多次反射.海洋环境噪声场即是由大量噪声源及其各自的声场与环境边界的相互作用共同决定的一种随机过程.论文首先讨论了不同海面噪声源面积与指向性图案、不同海水声速剖面、不同海底类型、不同接收器布设以及不同频率的情况下,噪声场的垂直指向特性.然后,分析了各环境参数与噪声场垂直相干的关系,包括海底各参数、海面噪声源深度、海水声剖面、两接收点深度和间距等因素对垂直相干的影响.在此基础上,通过数值模拟,利用噪声场的垂直相干的

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第一章绪论

1.1概述

1.2海洋环境噪声的基本特性

1.2.1噪声场的时空特性

1.2.2噪声的谱特性

1.3风成海面噪声源噪声场模型

1.3.1 Cron与Sherman(C/S)模型

1.3.2 Chapman模型

1.3.3 Buckingham模型

1.3.4 Plai sant模型

1.3.5 Kuperman与Ingenito(K/I)模型

1.3.6 Carey模型

1.3.7 Perkins与Kuperman(P/K)模型

1.3.8 CANARY模型

1.3.9 WKBZ模型

1.4利用海洋环境噪声场空间结构特性反演海底参数

1.4.1用噪声场的垂直指向性反演海底反射系数

1.4.2将垂直相干用于海底临界角的反演

1.5本文的目的及主要内容

第二章浅海风成海洋环境噪声场垂直指向特性

2.1概述

2.2无限大海面噪声源噪声场

2.2.1互谱密度的波数积分表达式

2.2.2互谱密度的简正波表达式

2.3有限面积的海面噪声源噪声场

2.3.1接收器位于面积源内

2.3.2接收器远离噪声源区域

2.4巴特勒特(Bartlett)波束形成

2.5噪声场垂直指向特性

2.6本章小结

第三章浅海风成海洋环境噪声场垂直相干特性

3.1概述

3.2噪声场两接收点的垂直相干

3.3垂直相干特性分析

3.3.1海底各参数对垂直相干的影响

3.3.2噪声源深度对垂直相干的影响

3.3.3声速剖面对垂直相干的影响

3.3.4接收器深度与间距对垂直相干的影响

3.4本章小结

第四章用垂直相干反演海底参数以及反演结果的后验概率分析

4.1概述

4.2遗传算法

4.2.1遗传算法的基本原理及特点

4.2.2遗传算法的基本流程及描述

4.3目标函数(代价函数)

4.4后验概率分布的估计

4.4.1概率统计量

4.4.2后验边缘概率估计的实现方法

4.5反演实例

4.5.1理想条件下的反演结果

4.5.2低频干扰下反演结果的后验概率分析

4.6本章小结

结束语

参考文献

致谢

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