检索结果-内蒙古大学图书馆

哈尔滨工程大学学报 2025年第1期46卷 138-147页

作者：张弘瑞陈文剑王艺迪厉夫兵哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 中国电子科技集团公司第二十八研究所江苏南京210007 北京信息科技大学信息与通信工程学院北京100101

针对多圆柱组合体目标回波中的多次散射声场计算问题,本文提出在声束弹跳方法中利用KD树结构加速声束追踪的研究方法。建立基于多圆柱组合体目标的轴对称包围盒,通过最大方差法和中间剖分法在空间不同维度上对包围盒进行划分,同时通过... 详细信息

针对多圆柱组合体目标回波中的多次散射声场计算问题,本文提出在声束弹跳方法中利用KD树结构加速声束追踪的研究方法。建立基于多圆柱组合体目标的轴对称包围盒,通过最大方差法和中间剖分法在空间不同维度上对包围盒进行划分,同时通过分离轴算法进行面元数据的归属分配,经过多次划分后完成目标KD树结构的建立;进行声束构建和声束追踪,加快追踪时声束与面元的相交判断过程;根据追踪结果进行多圆柱组合体目标强度的计算。结果表明:声波在柱体之间存在多次声散射,多次散射与一次散射回波存在相位差,干涉叠加后导致多圆柱组合体目标强度在原本一次散射的基础上得到增强或减弱。通过实验测量结果与仿真计算结果对比,不同入射角度下实测结果与理论预报结果都有较好的一致性。

关键词：多圆柱组合体回波特性多次散射 KD树声束弹跳法空间划分声束追踪目标强度

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一种水下体目标高精度长基线三维测速方法

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声学学报 2024年

作者：孙大军徐健郑翠娥张居成哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨工程大学青岛创新发展基地

为实现对水下大尺度体目标的高精度三维速度测量，提出了一种体目标测速方法。该方法在传统质点模型的基础上，引入目标姿态和测量换能器的安装位置，考虑了目标运动过程中测元观测点与速度待测点之间的相对位置，从而构建了一个三... 详细信息

为实现对水下大尺度体目标的高精度三维速度测量，提出了一种体目标测速方法。该方法在传统质点模型的基础上，引入目标姿态和测量换能器的安装位置，考虑了目标运动过程中测元观测点与速度待测点之间的相对位置，从而构建了一个三维速度解算模型。在天向运动目标的典型应用场景中，理论分析和数值仿真结果表明，传统方法的模型误差主要集中在天向，并且与体目标的位置、半径和速度等参数密切相关。所提方法有效消除了因测元观测点与速度待测点位置不一致所导致的模型误差，在长基线基站位置误差0.3 m、径向速度测元误差0.2 m/s的综合误差仿真场景中，测速误差从传统方法的10.8 m/s降低至0.7 m/s。

关键词：体目标速度测量长基线模型误差

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非合作线谱声源分布式定位方法

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应用声学 2024年第3期43卷 654-660页

作者：邹男于金正桑志远李娜苏薪元杨嘉轩惠云梦哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

非合作目标定位是水声定位领域的研究热点。为充分挖掘并利用各类可观测参数,提高非合作目标定位能力,提出一种基于目标频率变化信息的非合作目标定位方法。该方法针对匀速直线运动目标的定位问题,首先根据多普勒频移原理,建立观测频率... 详细信息

非合作目标定位是水声定位领域的研究热点。为充分挖掘并利用各类可观测参数,提高非合作目标定位能力,提出一种基于目标频率变化信息的非合作目标定位方法。该方法针对匀速直线运动目标的定位问题,首先根据多普勒频移原理,建立观测频率与目标辐射频率、目标运动速度、位置之间的函数映射关系,利用最小均方准则建立目标函数,通过优化算法估计分布式定位系统中各个测量单元与目标运动轨迹的致近点距离,最后综合各观测节点的测距结果,构建几何定位模型,求得目标运动轨迹的解析解。通过仿真分析,证明了该方法的有效性,并指出了该方法需要目标通过与各测量单元的致近点才能获得较好的距离估计能力。文中分析了不同频率估计精度对定位精度的影响,结果表明,提出的定位方法对测频精度具有一定的容限,是一种高精度的非合作线谱声源定位方法。

关键词：非合作定位被动定位信赖域优化方法被动测距目标运动分析

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浅海波导中基于平面波展开镜像法的等效源方法

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船舶力学 2025年第5期29卷 840-848页

作者：陈弈书石博旋张超商德江杭州应用声学研究所杭州310012 哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对浅海波导中弹性结构辐射的预报问题,提出一种基于平面波展开镜像法的等效源方法,该方法以等效源法为主体框架,在求解虚拟源强度以及远场声场计算时采用平面波展开镜像法表示声场Green函数。对于海底反射系数是入射角函数的情况,文中... 详细信息

针对浅海波导中弹性结构辐射的预报问题,提出一种基于平面波展开镜像法的等效源方法,该方法以等效源法为主体框架,在求解虚拟源强度以及远场声场计算时采用平面波展开镜像法表示声场Green函数。对于海底反射系数是入射角函数的情况,文中Green函数在镜像法的基础上将点声源辐射球面波做各向平面波分解,实现球形波阵面在非理想平面边界上声反射的准确计算。通过不同方法表示的Green函数之间的对比,验证本文Green函数的计算精度。本文对浅海波导中弹性圆柱壳的数值仿真结果证明了基于平面波展开镜像法的等效源方法声场重构的准确性。

关键词：浅海波导声场预报平面波展开镜像法等效源法

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观测平台转向时稀疏贝叶斯学习方位估计

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声学学报 2022年第4期47卷 432-439页

作者：王燕赵磊郝宇邱龙皓梁国龙哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 工业与信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001

针对观测平台转向时固定安装于其上的声呐线列阵指向快速变化导致的空间谱谱峰变宽问题,提出一种稀疏贝叶斯学习方位估计方法。该方法利用大地坐标系下不同接收快拍中的空域稀疏信号具有相同先验分布的特性,将转向过程中多个阵列指向分... 详细信息

针对观测平台转向时固定安装于其上的声呐线列阵指向快速变化导致的空间谱谱峰变宽问题,提出一种稀疏贝叶斯学习方位估计方法。该方法利用大地坐标系下不同接收快拍中的空域稀疏信号具有相同先验分布的特性,将转向过程中多个阵列指向分别对应的接收快拍信息联合处理,以求得目标方位。仿真分析与海试数据处理显示出,所提方法可以获得谱峰较尖锐的空间谱,具有较高的测向精度和角度分辨力,此外,对由左右舷模糊引起的伪峰有较强的抑制效果。所得结果表明,所提方法可以有效解决谱峰变宽问题,提升了平台转向时的方位估计性能,同时有效地利用阵列指向的变化提高了线阵抗左右舷模糊能力。

关键词：稀疏贝叶斯学习方位估计空间谱稀疏信号观测平台测向精度大地坐标系谱峰

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浅海孤立子内波作用下的三维声场空间特性

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声学学报 2024年第4期49卷 855-867页

作者：宋扬莫亚枭郭仕栋冯嘉宝郑广赢哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 中国科学院水声环境特性重点实验室(声学研究所) 北京100190 中国电子科技集团公司第三研究所北京100015 汉江国家实验室武汉430000 声呐技术重点实验室杭州310023

针对浅海环境下孤立子内波对声场空间特性的影响,以三维抛物方程理论及高精度根式算子近似方法为基础,建立了适应孤立子内波环境的三维声场计算方法。充分考虑孤立子内波传播特点与浅海中点源柱扩散形式的声场结构特征,形成以直角坐标系... 详细信息

针对浅海环境下孤立子内波对声场空间特性的影响,以三维抛物方程理论及高精度根式算子近似方法为基础,建立了适应孤立子内波环境的三维声场计算方法。充分考虑孤立子内波传播特点与浅海中点源柱扩散形式的声场结构特征,形成以直角坐标系−柱坐标系的联合环境处理的声场计算形式,通过改变环境参数输入形式,提升了计算效率,并研究了孤立子内波影响下的三维声场分布特性。结果表明,平坦海底情况下,内波影响下的三维声场垂直和水平分布结构均发生变化,且随频率增加而增大,尤其是声源深度在跃层附近时变化更为明显;非平坦海底环境下,三维声场受到非水平海底和内波的双重调制作用,导致孤立子内波影响下的声场水平分布变化进一步加剧,从而在一定程度上反映出海底地形这一大尺度非均匀性对声场产生的水平折射效应以及对声传播特性的影响。

关键词：孤立子内波三维声场非水平海底空间特性抛物方程

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采用GAF-D3Net深度学习网络的水下目标有源识别方法

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声学学报 2023年第5期48卷 950-958页

作者：周天司吉坤杜伟东于晓阳哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室哈尔滨150001 工业和信息化部海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学) 哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 哈尔滨工程大学三亚南海创新发展基地三亚572000 极地海洋声学与技术应用教育部重点实验室哈尔滨150001

提出一种基于格拉姆角场(GAF)和卷积神经网络(CNN)的水下目标有源识别方法。该方法利用GAF将目标回波信号编码为二维图像,使用空洞卷积构建轻量级的卷积神经网络GAF-D3Net实现对目标的特征提取与分类识别。实验表明,与基于传统图像特征... 详细信息

提出一种基于格拉姆角场(GAF)和卷积神经网络(CNN)的水下目标有源识别方法。该方法利用GAF将目标回波信号编码为二维图像,使用空洞卷积构建轻量级的卷积神经网络GAF-D3Net实现对目标的特征提取与分类识别。实验表明,与基于传统图像特征的分类方法相比,所提方法的分类精度有显著提高,达到99.65%。在泛化性测试中,对比了经典CNN使用声呐图像的迁移学习方法,本文方法的曲线下面积(AUC)达到89%,具有更好的泛化性能以及抗干扰能力,为实现水下目标有源识别提供了一种可靠方法。

关键词：水下目标识别单波束格拉姆角场卷积神经网络深度学习

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海底反射干扰下的主动拖曳声呐探测方法

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声学技术 2025年

作者：孙思鹏于歌朴胜春于修琦哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部哈尔滨工程大学水声工程学院中船辽海装备有限责任公司

水平共线形式的主动拖曳阵声呐的发射阵在工作时存在海底反射波干扰，严重影响设备的回波探测性能。针对这一问题，文章通过提高回波探测的时延估计精度来改善设备在海底反射干扰背景下的探测性能。基于Richardson-Lucy(R-L)解卷积算法... 详细信息

水平共线形式的主动拖曳阵声呐的发射阵在工作时存在海底反射波干扰，严重影响设备的回波探测性能。针对这一问题，文章通过提高回波探测的时延估计精度来改善设备在海底反射干扰背景下的探测性能。基于Richardson-Lucy(R-L)解卷积算法，首先分析推导了匹配滤波的卷积模型，然后给出了水声信道脉冲响应函数的迭代求解公式。对不同迭代次数、不同输入信噪比、海底反射波干扰下的目标回波探测性能等方面进行分析，并开展了相关仿真试验。仿真结果表明，R-L解卷积算法具有更窄的主瓣宽度和更低的旁瓣级，适用于低信噪比条件，且收敛速度较快。对水平共线形式的主动拖曳阵声呐设备的探测性能提升明显，湖上试验数据处理结果再次验证了算法的适用性。

关键词：匹配滤波 Richardson-Lucy 解卷积时延估计

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北极双声道波导声传播特性分析

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哈尔滨工程大学学报 2024年第7期45卷 1280-1287页

作者：李卿基韩笑曹然魏泽勋哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室黑龙江哈尔滨150001 海洋信息获取与安全工业和信息化重点实验室(哈尔滨工程大学) 黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院黑龙江哈尔滨150001 自然资源部第一海洋研究所山东青岛266061

北极波弗特海域下特殊的双声道声速结构对水下声传播产生深刻影响,本文利用第9次北极科学考察数据,研究了双声道波导的声传播特性,分析了波弗特声道显著声捕获能力的机理。研究发现:当声源频率足够高时,一些模态会被捕获在波弗特声道中... 详细信息

北极波弗特海域下特殊的双声道声速结构对水下声传播产生深刻影响,本文利用第9次北极科学考察数据,研究了双声道波导的声传播特性,分析了波弗特声道显著声捕获能力的机理。研究发现:当声源频率足够高时,一些模态会被捕获在波弗特声道中,这些被捕获模态将不受海冰或海床影响,能量损失较小。当声源位于声道内时,激发出的被捕获模态使得声波能够远距离传播。另外,这些被捕获模态的声学特性仅与波弗特声道内的声速变化有关,在声场中传播较为稳定,能够形成稳定的干涉结构。

关键词：北极波弗特透镜声传播模态传播损失相速度群速度干涉结构

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声衍射相移对深海会聚区焦散结构的影响

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物理学报 2022年第20期71卷 129-145页

作者：张海刚马志康龚李佳张明辉周建波哈尔滨工程大学水声技术重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学海洋信息获取与安全工业和信息化部重点实验室哈尔滨150001 哈尔滨工程大学水声工程学院哈尔滨150001 西北工业大学航海学院西安710072

本文从射线-简正波理论出发,推导了计及衍射相移时声线跨距、传播时延与群速度的表达式,在此基础上给出了一种包含衍射相移影响的深海会聚区焦散结构计算模型.对典型深海声道中第一个上会聚区的仿真研究表明:高频条件下纯折射(refracted... 详细信息

本文从射线-简正波理论出发,推导了计及衍射相移时声线跨距、传播时延与群速度的表达式,在此基础上给出了一种包含衍射相移影响的深海会聚区焦散结构计算模型.对典型深海声道中第一个上会聚区的仿真研究表明:高频条件下纯折射(refracted-refracted,RR)型会聚区有3条焦散线,海面反射(refracted surfacereflected,RSR)型会聚区有4条焦散线.通过与高频结果对比,低频条件下计及衍射相移后发现,界面反射相移引起的水平位移使RR型焦散线向靠近声源的方向水平偏移,使RSR型声线额外多产生数条焦散线,而声波以非均匀波形式传播时产生的位移使RR型焦散线向远离声源的方向水平偏移.频率升高后,声衍射效应减小,焦散结构趋于经典射线理论的计算结果.本文给出的模型物理意义清晰,计算简便准确,弥补了经典射线理论在低频条件下适用性不强的缺陷.

关键词：深海低频声传播焦散结构射线-简正波

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