聲速
- 聯(lián)合匹配場和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聲速時(shí)間場構(gòu)建方法
定位必不可少,而聲速誤差作為高精度水下導(dǎo)航、定位的主要誤差源之一,構(gòu)建高精度的聲速場有著重要意義。水下聲速剖面可以由聲速剖面儀(sound velocity profiler, SVP)直接測量得到,或是通過溫鹽深剖面儀(temperature, conductivity, depth profiler, CTD)以及拋棄式溫鹽深剖面儀(expendable CTD, XCTD)經(jīng)過聲速經(jīng)驗(yàn)公式獲得。直接測量法獲得聲速剖面的優(yōu)勢是結(jié)果準(zhǔn)確,但是采集效率低、
哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2023年11期2024-01-08
- 考慮信標(biāo)運(yùn)動(dòng)的水下聯(lián)合定位算法
觀測量,需要引入聲速值[4-5]。聲速可以通過聲速測量獲得,但是聲速測量中不可避免地包含儀器校準(zhǔn)等測量誤差[6]。此外,相同的CTD聲速測量值,采用不同的經(jīng)驗(yàn)公式,計(jì)算得到的聲速值也不相同[1]。如在2 000 m水深海域,采用Chen Millero和Del Glosso公式計(jì)算的聲速差異約為0.55 m/s[7]。受海洋環(huán)境影響,聲速結(jié)構(gòu)具有復(fù)雜多變的時(shí)空特性[8-9],在海底聲學(xué)定位中,無法通過聲速測量準(zhǔn)確描述聲速變化[10-11],聲速誤差成為制約
哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2023年11期2024-01-08
- 基于GNSS-A的海洋聲速變化估計(jì)及其對定位的影響
下誤差源主要包括聲速誤差、時(shí)間偏差和海底應(yīng)答器的硬件延遲. 其中最為重要的是聲速時(shí)空變化導(dǎo)致的誤差，其高頻部分在時(shí)間平均后不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，但是低頻部分對于海底定位來說不容忽視.我們知道，海洋聲速存在時(shí)空變化，聲速沿聲線路徑的變化將直接影響聲波測距，因此聲學(xué)測距中必須考慮海洋中隨潮汐周期以及氣象因素變化的洋流(Spiess,1985). 聲速的時(shí)間變化包括年變化、季節(jié)性變化、由溫度引起的日變化和內(nèi)波引起的短周期變化. 當(dāng)假設(shè)聲速為水平分層時(shí)，則需要考慮聲
地球物理學(xué)報(bào) 2023年3期2023-03-15
- 顧及聲速結(jié)構(gòu)時(shí)域變化的海底基準(zhǔn)站高精度定位方法
顯著的要素之一是聲速。國內(nèi)外學(xué)者針對高精度GNSS-A定位中聲速誤差建模及聲線跟蹤改正方法做了較多研究。文獻(xiàn)[7]顧及聲速相關(guān)系統(tǒng)誤差的相似性，采用單差、雙差等組合觀測值方法，削弱聲速相關(guān)系統(tǒng)性誤差影響。文獻(xiàn)[8]基于聲速垂直分層的假設(shè)，結(jié)合聲線傳播的層間圓弧路徑，獲得改進(jìn)聲線跟蹤模型的平均聲速。文獻(xiàn)[9]顧及波束入射角，改進(jìn)聲線跟蹤算法，實(shí)現(xiàn)波束角和目標(biāo)坐標(biāo)的迭代估計(jì)。文獻(xiàn)[10]引入卡爾曼濾波方法對聲速誤差進(jìn)行序貫估計(jì)。文獻(xiàn)[11]將等效聲速偏差參數(shù)化
測繪學(xué)報(bào) 2023年1期2023-02-18
- 海底控制點(diǎn)水聲定位測距誤差的近似數(shù)學(xué)表達(dá)式
性最大的誤差源是聲速的不確定性[5]，聲速的誤差由測量的不準(zhǔn)確、溫度的日變化以及內(nèi)波等因素引起[6,7]。由于斜距值(即海底應(yīng)答器至船底換能器直線距離)的計(jì)算方法復(fù)雜，且計(jì)算時(shí)需要以聲速剖面而非單一聲速值為基礎(chǔ)量，因此，聲速的不確定性引起的測距誤差規(guī)律難以把握，還沒有形成確定性的解釋[1]。文獻(xiàn)[8]利用圓走航確定水下控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)，認(rèn)為當(dāng)水深一定，船底換能器與海底應(yīng)答器水平距離相等時(shí)，聲速誤差近似為常量；文獻(xiàn)[9]認(rèn)為聲速誤差與聲傳播時(shí)間和聲波垂直發(fā)射
中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào) 2023年1期2023-02-16
- 預(yù)制混凝土梁超聲波聲速與密實(shí)度的關(guān)系試驗(yàn)研究
彈性模量與超聲波聲速的關(guān)系進(jìn)行了研究；劉桂玲等［3］通過試件試驗(yàn)研究了混凝土抗壓強(qiáng)度與超聲波聲速的關(guān)系，提出了測強(qiáng)擬合曲線。目前我國鐵路現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中對混凝土超聲波聲速與密實(shí)度之間的關(guān)系尚無規(guī)定。本文通過1孔32m預(yù)制簡支箱梁聲速試驗(yàn)以及混凝土試件聲速、強(qiáng)度試驗(yàn)，研究混凝土聲速與密實(shí)度和強(qiáng)度的關(guān)系，可為鐵路箱梁混凝土密實(shí)度檢測提供參考。1 混凝土超聲法原理超聲法是依據(jù)彈性波理論，把混凝土作為傳輸介質(zhì)，測量超聲脈沖波在混凝土中的傳播時(shí)間［4］。超聲波測試儀有兩個(gè)
鐵道建筑 2022年4期2022-12-13
- 基于分層EOF 的深海聲速剖面時(shí)變特征建模
位置服務(wù)，而深海聲速隨海洋動(dòng)態(tài)環(huán)境在1 400～1 600 m/s 的某個(gè)區(qū)間內(nèi)變化[2]，成為制約水聲精密定位精度的主要因素，因此需對深海聲速的變化規(guī)律展開研究。高精度的深海聲速剖面主要依靠聲速儀、溫鹽深儀進(jìn)行點(diǎn)位觀測獲取，受觀測手段制約，尚無法對整個(gè)目標(biāo)觀測海域的聲速場進(jìn)行全面、連續(xù)的觀測，因而需要根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù)構(gòu)建觀測區(qū)域內(nèi)的聲速剖面模型，以獲得特定時(shí)間和地點(diǎn)的聲速剖面。經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)（Empirical Orthogonal Function,EOF）
海岸工程 2022年3期2022-09-28
- 聲速不確定條件下的運(yùn)動(dòng)水下航行器自定位
傳統(tǒng)方法尚未考慮聲速不確定帶來的影響。在水下環(huán)境中,聲速會(huì)隨著溫度、鹽度和深度的變化而變化。這意味著聲速既是時(shí)變的，也是空變的。因此,針對聲速的不確定性,一些研究者提出將聲速建模為未知的確定性常數(shù),即聲速完全未知,需要結(jié)合測量進(jìn)行估計(jì);還有一些研究者采用聲速剖面進(jìn)行建模,用于構(gòu)建聲速的空間特征。盡管聲速剖面只是關(guān)于深度的函數(shù),但該模型仍然很復(fù)雜。針對水下復(fù)雜環(huán)境的聲速建模,本文假設(shè)在一個(gè)很短的測量周期內(nèi),聲速是與時(shí)間無關(guān)的未知常數(shù)。在每個(gè)測量周期內(nèi),可以獲
系統(tǒng)工程與電子技術(shù) 2022年9期2022-09-03
- 基于梯度差的聲速剖面自適應(yīng)分層算法
定位。其中距離是聲速與時(shí)間的乘積，這樣計(jì)算的前提是假設(shè)聲速在水中傳播時(shí)保持不變，而實(shí)際情況是水中聲速隨環(huán)境變化，水中聲線也不是一條直線。如果直接以一個(gè)固定的聲速值代入計(jì)算就會(huì)引入較大的誤差。在水下定位過程中，聲速誤差是定位過程中最主要的誤差。水下聲學(xué)定位需要對聲線進(jìn)行修正處理[1-2]。修正彎曲聲線能夠減少誤差，因此國內(nèi)外專家學(xué)者提出了如有效聲速法、查表法、等效聲速剖面法和聲線跟蹤法[3-9]等多種方法。其中，聲線跟蹤法基于聲速分層假設(shè)，把復(fù)雜的聲速垂直分
計(jì)算機(jī)與現(xiàn)代化 2022年8期2022-08-18
- 基樁聲波透射法聲速低限值探討
，都提到了混凝土聲速低限值。在 JGJ 106－2014《建筑基樁檢測技術(shù)規(guī)范》第 55 頁 10.5.4，第一條“應(yīng)根據(jù)本地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合預(yù)留同條件混凝土試件或鉆芯法獲取的芯樣的抗壓強(qiáng)度與聲速對比試驗(yàn)，分別確定樁身混凝土聲速低限值VL和混凝土試件的波速平均值VP”；在 TB 1021－2019《鐵路工程基樁檢測規(guī)程》第 19 頁 5.4.3，第一條“當(dāng)檢測剖面n個(gè)測點(diǎn)的聲速值普遍偏低且離散性很小時(shí)，宜采用聲速低限值判據(jù)。即實(shí)測混凝土聲速值低于混凝土聲速低
工程質(zhì)量 2022年2期2022-05-13
- 深水多波束聲納的快速聲線追蹤方法*
路徑，也就是根據(jù)聲速剖面(不同深度的實(shí)際聲速信息)進(jìn)行聲線追蹤，計(jì)算出波束腳印距離波束發(fā)射點(diǎn)的水平相對位移和垂直相對位移[7-12]。在多波束聲納系統(tǒng)中，對測深數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)反演與顯示是其一項(xiàng)重要任務(wù)。其目的是幫助聲納操作者和研究人員及時(shí)了解海底地形起伏信息，提高現(xiàn)場決策能力。因此，基于聲線追蹤的波束腳印快速解算是保證多波束聲納系統(tǒng)正常執(zhí)行測繪任務(wù)的基本條件。然而聲速的采樣信息直接決定了聲線追蹤的計(jì)算精度，因此快速聲線追蹤方法需要在計(jì)算精度與計(jì)算效率之間做出有
傳感技術(shù)學(xué)報(bào) 2022年11期2022-02-04
- 利用錄音軟件設(shè)計(jì)聲音傳播速度的創(chuàng)新探究活動(dòng)
算機(jī)錄音軟件測量聲速的實(shí)驗(yàn)方法，并由此設(shè)計(jì)適用于初中物理學(xué)習(xí)的綜合探究活動(dòng)方案.學(xué)生在探究活動(dòng)中對聲音在不同介質(zhì)中傳播的快慢進(jìn)行定性分析和對空氣中的聲速進(jìn)行定量測量.關(guān)鍵詞：聲速;綜合實(shí)踐活動(dòng);聲音的傳播中圖分類號：G633.7 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B ? ? 文章編號：1008-4134（2021）16-0038-02作者簡介：顧維（1979-），女，江蘇南通人，碩士，中學(xué)一級教師，研究方向：中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)研究.蘇科版初中物理教材在介紹聲音在空氣中的傳播速
中學(xué)物理·初中 2021年8期2021-09-13
- 利用錄音軟件探究聲速測量
? ?要：傳統(tǒng)的聲速測量缺少實(shí)驗(yàn)探究環(huán)節(jié)，文章利用計(jì)算機(jī)錄音軟件“GoldWave” 設(shè)計(jì)了聲速測量的創(chuàng)新探究活動(dòng)。該軟件結(jié)合耳機(jī)采集兩個(gè)聲道的信號，形象地觀測到了聲音傳播需要時(shí)間、聲音在不同介質(zhì)中傳播速度的差異和在空氣中的傳播速度。此創(chuàng)新設(shè)計(jì)原理簡單、方法可靠、貼近生活且具有較高的精度，可幫助學(xué)生在探究過程中獲得更多的創(chuàng)新性體驗(yàn)，從而提高思維品質(zhì)和實(shí)驗(yàn)探究能力，也可以作為初中物理綜合實(shí)踐活動(dòng)“聲現(xiàn)象”板塊的有益補(bǔ)充。關(guān)鍵詞：聲速;綜合實(shí)踐活動(dòng);聲音的傳播
物理教學(xué)探討 2021年7期2021-08-19
- 聲速剖面EOF重構(gòu)的實(shí)測數(shù)據(jù)采樣深度研究
手段[1-3]。聲速是影響水下多波束系統(tǒng)作業(yè)精度的重要外部影響因素， 通過影響聲線跟蹤的精度， 最終影響到測深精度。多波束測深通過換能器實(shí)時(shí)接收其發(fā)射出的各波束經(jīng)海底反射和散射后返回的到達(dá)角和旅行時(shí)[3]， 利用聲速剖面數(shù)據(jù)，由公式計(jì)算得到不同波束點(diǎn)對應(yīng)的水深值。聲速剖面是聲速的垂直結(jié)構(gòu)分布， 海水的介質(zhì)特性導(dǎo)致聲波的傳播軌跡發(fā)生彎曲， 要獲取波束腳印的確切位置， 需要沿著波束的傳播路徑追蹤聲線， 計(jì)算波束腳印的水平位移和深度， 即聲線跟蹤[3]。因此，
海洋科學(xué) 2021年6期2021-08-02
- XCTD與CTD的對比測試研究
傳播旅行時(shí)和海水聲速確定水深。因此，在多波束水深測量過程中，海水聲速剖面的準(zhǔn)確獲取以及聲速的改正對于最終的水深成果質(zhì)量至關(guān)重要，不合理的聲速將導(dǎo)致觀測到的海底地形呈凹凸?fàn)頪2-3]。目前，海水聲速測量方式有兩種：一種是間接聲速測量，另一種是直接聲速測量[4]。間接聲速測量是根據(jù)溫度、鹽度和壓力數(shù)據(jù)，用特定的計(jì)算公式確定海水聲速，直接聲速測量則是通過測量聲速在某一固定距離上傳播的時(shí)間或相位，從而直接計(jì)算海水聲速。間接聲速剖面測量代表性儀器有美國海鳥公司（Se
海洋技術(shù)學(xué)報(bào) 2021年2期2021-06-24
- 菲律賓海中部海域聲速剖面結(jié)構(gòu)及季節(jié)性變化
要素所決定，海水聲速剖面則反映了局部海區(qū)垂直方向上的結(jié)構(gòu)特征[1]。海洋聲速對海水深度精確測量、海洋災(zāi)害預(yù)警等方面起著十分重要的作用，同時(shí)也是海上軍事活動(dòng)最重要的參數(shù)，很大程度上影響著軍事活動(dòng)的策劃和行動(dòng)等[2]。不同海域，由于受海流和大氣環(huán)流等因素的影響，聲速的垂直結(jié)構(gòu)各不相同，水平方向的分布也不均勻，并隨季節(jié)更替發(fā)生改變。菲律賓海是毗鄰中國大陸的一個(gè)獨(dú)特海域，位于西太平洋邊緣，四周被島弧和海溝包圍，也是西太平洋最大的邊緣海盆[3]。菲律賓海不僅是太平洋
海洋地質(zhì)與第四紀(jì)地質(zhì) 2021年1期2021-03-02
- 淺海聲速剖面結(jié)構(gòu)變化對聲吶作用距離的影響
良龍[1]以某個(gè)聲速剖面為基準(zhǔn)，利用蒙特卡洛方法獲取聲速剖面的不確定性，進(jìn)而研究了聲吶作用距離的隨機(jī)分布，得到了聲速的隨機(jī)不確定性到聲吶作用距離不確定性的傳遞規(guī)律。聲速剖面結(jié)構(gòu)變化也是一種聲速不確定性的表現(xiàn)，它對聲傳播的影響巨大。這方面現(xiàn)有研究成果主要包括：張旭等[2]研究了聲躍層結(jié)構(gòu)變化對深海匯聚區(qū)聲傳播的影響；潘長明等[3]研究了淺海溫躍層對水聲傳播損失場的影響；莊益夫等[4]研究了深海聲速剖面結(jié)構(gòu)變化對會(huì)聚區(qū)偏移特性的影響分析。李佳等[5]研究了印度
海洋技術(shù)學(xué)報(bào) 2020年4期2020-11-04
- 基于最小方差的聲線跟蹤自適應(yīng)分層算法
與聲源的距離通過聲速和傳播時(shí)延來確定。然而海洋環(huán)境復(fù)雜多變，聲速隨溫度、鹽度和深度變化而變化。此外，聲波在非均勻海洋介質(zhì)中傳播時(shí)產(chǎn)生折射現(xiàn)象，聲線傳播規(guī)律符合斯涅爾定律，聲線向最小聲速區(qū)域彎曲。因此，在海洋中聲線并非沿直線傳播，聲速并非固定不變。在長距離傳輸過程中，如果采用恒定聲速與傳播時(shí)延的乘積計(jì)算距離容易產(chǎn)生較大誤差，對定位精度影響較大。修正彎曲聲線能夠減少誤差，因此提出了如有效聲速法[1-2]、查表法[3]、等效聲速剖面法[4]和聲線跟蹤法[5-11
聲學(xué)技術(shù) 2020年4期2020-09-15
- 多波束測深中聲速剖面的分層EOF自適應(yīng)重構(gòu)
)0 引 言海水聲速剖面的深度修正在多波束測深中非常重要。聲速剖面的深度修正是根據(jù)聲速剖面，采用常梯度聲線跟蹤法，通過采用分層計(jì)算和逐層追加的方法計(jì)算分層深度，進(jìn)而對聲線彎曲進(jìn)行修正。因此，若海水聲速剖面存在誤差，將會(huì)嚴(yán)重影響多波束測深精度[1-3]。為了提高多波束測深的精度，需對存在誤差的聲速剖面進(jìn)行修正，使其接近真實(shí)的聲速剖面[4]。聲速剖面重構(gòu)是一種有效的聲速剖面誤差修正方法。文獻(xiàn)[5]證明了在最小均方誤差意義下，經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)(Empirical O
聲學(xué)技術(shù) 2020年3期2020-07-07
- 聲速修正技術(shù)在高精度水下定位系統(tǒng)中的應(yīng)用
韓云峰，鄭翠娥聲速修正技術(shù)在高精度水下定位系統(tǒng)中的應(yīng)用李海鵬1,2,3, 韓云峰1,2,3，鄭翠娥1,2,3（1. 哈爾濱工程大學(xué) 水聲技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，哈爾濱 150001；2. 海洋信息獲取與安全工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（哈爾濱工程大學(xué)），哈爾濱 150001；3. 哈爾濱工程大學(xué) 水聲工程學(xué)院，哈爾濱 150001）為進(jìn)一步研究聲速修正技術(shù)在水聲定位系統(tǒng)中的應(yīng)用，提出1種利用聲速修正技術(shù)降低測速誤差改正的聲線跟蹤算法：分析超短基線定位的誤差來源；然后以基陣中
導(dǎo)航定位學(xué)報(bào) 2020年3期2020-06-15
- 聲速剖面儀測量技術(shù)綜述
其精度主要受海水聲速的影響[2]。因此，獲取實(shí)時(shí)的海水聲速剖面數(shù)據(jù)具有重要的意義。目前，測量海水聲速剖面的主要裝備有聲速剖面儀和溫鹽深剖面儀。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的聲速剖面儀測量的聲速精度比溫鹽深聲速剖面儀要高。我國正在使用的聲速剖面儀是趙先龍[3]基于脈沖循環(huán)法設(shè)計(jì)的HY1200系列聲速剖面儀，聲速測量精度可達(dá)±0.2 m/s。國際上利用先進(jìn)的“時(shí)間飛躍”技術(shù)研發(fā)了高精度的聲速剖面儀，如AML公司的SV Plus系列。我國在經(jīng)過幾年探索后，伊凡等[4]研發(fā)了
海洋技術(shù)學(xué)報(bào) 2020年2期2020-06-12
- EOF重構(gòu)聲速剖面對深水多波束的聲速改正分析
66061)海洋聲速是海洋環(huán)境觀測的基本要素之一,主要受溫度、鹽度與壓力的影響,準(zhǔn)確的聲速剖面對各種海洋聲學(xué)測量均具有重要的意義。大洋聲速剖面大部分符合混合層、主躍層與深海等溫層的三層剖面結(jié)構(gòu),具有一定的規(guī)律性。目前聲速剖面測量主要有直接測量和間接測量兩種方法。直接測量法通常采用聲速剖面儀直接測量聲速,測量精度較高;間接測量通常利用CTD 測量得到的溫度、鹽度和壓力等數(shù)據(jù),根據(jù)聲速經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得到聲速,該方法的精度主要取決于所選擇的聲速經(jīng)驗(yàn)公式與儀器精度[
海岸工程 2020年1期2020-04-25
- 鋼質(zhì)管線采用全自動(dòng)超聲波檢測橫波聲速測定方法研究
產(chǎn)的管材的超聲波聲速[1]存在較大差異。如果聲速差異較大，根據(jù)Snell 定律可知，超聲波聚焦聲束將偏離工藝設(shè)計(jì)中的聚焦區(qū)域，導(dǎo)致我們無法準(zhǔn)確檢測焊縫各個(gè)分區(qū)[2]。為確保AUT 檢測系統(tǒng)焊縫檢測聚焦區(qū)域以及后續(xù)系統(tǒng)校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度，需對管材的橫波聲速進(jìn)行測定并輸入AUT 系統(tǒng)開展后續(xù)的系統(tǒng)校準(zhǔn)工作。本文依托管徑為323.9mm，壁厚15.9mm 的鋼質(zhì)管線，加工了橫波聲速測定試塊，詳細(xì)描述了運(yùn)用AUT 檢測系統(tǒng)和橫波聲速探頭，測定管線中實(shí)際的橫波聲速的步驟和
中國金屬通報(bào) 2020年23期2020-03-15
- 基于聲場模信號特征和多項(xiàng)式擬合的聲速剖面反演技術(shù)研究
配，環(huán)境失配包括聲速剖面、海底特性不確定，系統(tǒng)失配包括陣列傾斜、水聽器相移等。在海洋環(huán)境獲取技術(shù)中，聲速剖面主要利用多個(gè)測量聲速矩陣的正交分解，得到特征值所對應(yīng)的特征向量，再將其表示為經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)(EOF)的形式獲得。沈遠(yuǎn)海等[4]已經(jīng)驗(yàn)證了在淺海環(huán)境下利用EOF表示聲速剖面的可行性。張鎮(zhèn)邁等[5]也嘗試了在深海中聲速剖面的EOF表示并實(shí)現(xiàn)了聲速梯度的反演。Li等[6]利用基于水平線陣的匹配場反演方法來反演聲速剖面并通過南海海域數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。何利等[7]
兵工學(xué)報(bào) 2019年11期2019-12-23
- 深度約束下的聲速估算?
標(biāo)物的時(shí)延信號和聲速計(jì)算得出?，F(xiàn)在高精度時(shí)延檢測技術(shù)在一定范圍內(nèi)檢測精度可達(dá)微秒級別，然而聲速會(huì)隨溫度、深度、鹽度的變化而變化，在垂直方向上并不是均勻分布[4]，如圖1所示。因此聲線彎曲誤差是對距離R的精確計(jì)算的主要影響因素。圖1 聲速剖面Fig.1 Sound velocity profile在獲取到精確聲速剖面情況下，國內(nèi)外專家學(xué)者對聲速改正的研究大致有以下幾種方法：等效聲速剖面法、加權(quán)平均聲速法、經(jīng)驗(yàn)聲速法、多項(xiàng)式展開法、聲線跟蹤法、有效聲速查表建表
應(yīng)用聲學(xué) 2019年5期2019-11-30
- 聲速分布對淺海低頻聲場空間相關(guān)的影響研究
廣學(xué) ，胡佳臣 聲速分布對淺海低頻聲場空間相關(guān)的影響研究朱軍1，祝捍皓2，屈科3，鄭廣學(xué)2，胡佳臣2(1. 浙江海洋大學(xué)船舶與機(jī)電工程學(xué)院，浙江舟山 316022；2. 浙江海洋大學(xué)海洋科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，浙江舟山 316022；3. 廣東海洋大學(xué)電子與信息工程學(xué)院，廣東湛江 524088)針對淺海低頻環(huán)境下水中聲速分布對聲場空間相關(guān)性的影響問題，利用基于拋物方程方法的RAM程序，仿真分析了聲場空間相關(guān)特性在淺海不同聲速梯度、不同陣元間隔下的變化規(guī)律。研究結(jié)果
聲學(xué)技術(shù) 2019年4期2019-09-02
- 多波束聲線跟蹤改進(jìn)模型研究與分析
柱中按直線傳播且聲速值不變，采用三角法直接得到水底的坐標(biāo)，其計(jì)算精度難以滿足要求，聲線的彎曲和聲速的變化在很大程度上影響多波束測量成果的質(zhì)量，是多波束系統(tǒng)的主要系統(tǒng)誤差來源。為此，要想提高多波束測量成果的精度，在考慮聲波的傳播特性的基礎(chǔ)上，研究一種聲線跟蹤技術(shù)，對測深數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，以提高測深數(shù)據(jù)的精度，有著重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。2 聲速變化及聲波傳播特性對測深值的影響2.1 聲速變化對測深值的影響海洋中的聲速是一個(gè)比較活躍的海洋學(xué)變量，由于受到季節(jié)性變化和
浙江水利科技 2019年2期2019-04-09
- 聲速剖面未知條件下的平均聲速計(jì)算方法?
8）1 引言海水聲速的變化與溫度、鹽度、壓力有著密切的關(guān)系，由于這三種影響因素主要隨深度方向發(fā)生變化，所以通常的聲速剖面僅考慮沿深度方向的變化。Harmonic平均聲速的計(jì)算方法便是基于這一觀點(diǎn)，在已知實(shí)測聲速剖面的前提下，層內(nèi)采用常梯度聲速模型的方法計(jì)算傳播時(shí)間，從而得出波束經(jīng)歷整個(gè)水柱的傳播時(shí)間和平均聲速［1］。因?yàn)閷觾?nèi)傳播時(shí)間的計(jì)算是在波束垂直發(fā)射的情況下，所以聲線不發(fā)射彎曲。而當(dāng)入射角不為0°時(shí)，聲線實(shí)際沿弧線軌跡傳播而非Harmonic。平均聲速
艦船電子工程 2018年11期2018-11-26
- 生物聲學(xué)成像中聲速不均勻性解決方法的研究進(jìn)展
?生物聲學(xué)成像中聲速不均勻性解決方法的研究進(jìn)展孫正，賈藝璇(華北電力大學(xué)電子與通信工程系，河北保定 071003)對于以超聲波為載體的生物醫(yī)學(xué)聲學(xué)成像(如超聲、光聲和磁聲成像等)技術(shù)，為了簡化問題，常在假設(shè)待測組織內(nèi)聲速恒定的前提下，重建組織內(nèi)的聲阻抗、光吸收分布、光學(xué)特性參數(shù)分布或者電導(dǎo)率分布等。但是，實(shí)際生物組織內(nèi)部的聲速是存在差異的(最大可達(dá)10%)，因而在此假設(shè)前提下重建出的圖像通常是不準(zhǔn)確的。在介紹聲速不均勻性對聲學(xué)圖像重建影響的基礎(chǔ)上，對超聲、
聲學(xué)技術(shù) 2018年5期2018-11-15
- 基于經(jīng)驗(yàn)正交分解的聲速剖面場描述及研究
于經(jīng)驗(yàn)正交分解的聲速剖面場描述及研究趙槊1,金鑫1,鄒定杰2,李成鋼2(1.中海油田服務(wù)股份有限公司 物探事業(yè)部,天津 300451;2.深圳中海油服深水技術(shù)有限公司,深圳 518067)本文研究了基于正交分解的聲速剖面場的構(gòu)建原理及過程.并基于MATLAB平臺(tái),對實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行正交分解,得到特征值對應(yīng)的特征向量,即經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)EOF.利用少數(shù)幾階EOF重構(gòu)SSP,并與實(shí)測SSP對比,驗(yàn)證了重構(gòu)聲速剖面的可行性及精度問題.聲速剖面;經(jīng)驗(yàn)正交分解;重構(gòu)在海洋領(lǐng)
中國設(shè)備工程 2017年21期2017-11-15
- 微擾法聲速剖面反演改進(jìn)算法
0001)微擾法聲速剖面反演改進(jìn)算法鄭廣贏, 黃益旺(1.哈爾濱工程大學(xué) 水聲技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，黑龍江 哈爾濱 150001；2.哈爾濱工程大學(xué) 水聲工程學(xué)院，黑龍江 哈爾濱 150001)為了降低傳播時(shí)間測量誤差對微擾法聲速剖面反演精度的影響，本文提出了一種基于微擾法的聲速剖面反演改進(jìn)算法。該算法通過調(diào)整平均聲速剖面以增大聲速擾動(dòng)量，進(jìn)而增大聲速擾動(dòng)所引起聲線傳播時(shí)間的擾動(dòng)量，降低了測時(shí)誤差對反演算法的影響，提高了反演算法對聲速擾動(dòng)的敏感性。數(shù)值算例表明，
哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2017年3期2017-04-08
- 聲速剖面插值方法在多波束測深中的應(yīng)用
島266590)聲速剖面插值方法在多波束測深中的應(yīng)用閆循鵬1，卜憲海1，劉洪霞1，辛明真1，陽凡林1，2(1. 山東科技大學(xué) 測繪科學(xué)與工程學(xué)院，山東 青島266590；2. 海島(礁)測繪技術(shù)國家測繪地理信息局重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，山東 青島266590)聲速剖面通常采用站位式測量得到，分布較為稀疏，即使是走航式測量也難以得到足夠密集的聲速剖面。為此應(yīng)在現(xiàn)有的聲速剖面基礎(chǔ)上進(jìn)行插值以滿足各方面的需要。反距離加權(quán)插值法、線性插值三角網(wǎng)法和基于經(jīng)驗(yàn)正交函數(shù)的聲速剖面反
- 基于局部聲速優(yōu)化和信號修正的超聲成像算法
065）基于局部聲速優(yōu)化和信號修正的超聲成像算法楊策（四川大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院，成都610065）0 引言人體構(gòu)成復(fù)雜，各種組織不盡相同，這就導(dǎo)致了超聲波在人體中傳播，不同組織具有不同的傳播聲速。如在骨骼中傳播速度為3700m/s,肌肉中傳播速度約為1580m/s,乳房中速度僅為1420m/s。而現(xiàn)有的超聲系統(tǒng)上常采用1540m/s作為系統(tǒng)聲速，聲速的不匹配，會(huì)造成成像質(zhì)量不佳，如形變、相位不準(zhǔn)確、對比度下降等問題。針對這一問題，現(xiàn)今已經(jīng)提出了很多種聲速優(yōu)化的算
現(xiàn)代計(jì)算機(jī) 2016年3期2016-09-23
- 一種估計(jì)吊放聲吶工作深度的簡易方法
研究如何根據(jù)不同聲速剖面確定最佳工作深度使探測距離達(dá)到最遠(yuǎn)，可有效提高探測效率。先將聲速剖面劃分為典型的幾類，然后設(shè)計(jì)了一種使計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)識別其類型的方法，再在此基礎(chǔ)上利用Bellhop模型找出不同聲速剖面下的最佳工作深度規(guī)律。仿真結(jié)果證明快速算法在一定條件下可替代逐深度計(jì)算聲吶作用距離，再通過比較選出最佳工作深度的傳統(tǒng)算法的。反潛戰(zhàn)；聲速剖面識別；吊放聲吶；最佳工作深度0 引言在直升機(jī)反潛作戰(zhàn)中，獲取作戰(zhàn)海區(qū)的聲速剖面并根據(jù)該聲速剖面快速確定吊放聲吶的
聲學(xué)技術(shù) 2016年1期2016-09-07
- 聲速檢驗(yàn)法在氣體超聲流量計(jì)使用中檢驗(yàn)的探討
田工程有限公司）聲速檢驗(yàn)法在氣體超聲流量計(jì)使用中檢驗(yàn)的探討陳冰（大慶油田工程有限公司）聲速檢驗(yàn)法是氣體超聲流量計(jì)特有的性能檢測形式，具有成本低，無需拆裝，不用停產(chǎn)，可在線監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)，一直被廣泛關(guān)注。國家已經(jīng)頒布相應(yīng)的檢定規(guī)程和國家標(biāo)準(zhǔn)。由于技術(shù)較新，聲速檢驗(yàn)法的可靠性和實(shí)用性尚需確定。國家石油天然氣大流量計(jì)站憑借多年來對流量、溫度、壓力、物性參數(shù)等方面測試技術(shù)的積極探索，具備了聲速法比對的科研試驗(yàn)?zāi)芰?，開展了涵蓋國內(nèi)應(yīng)用的主要流量計(jì)廠家、口徑、聲道型式的超
石油石化節(jié)能 2016年12期2016-06-28
- 水運(yùn)工程聲速剖面儀檢測方法
456）水運(yùn)工程聲速剖面儀檢測方法竇春暉，曹玉芬，張璇（交通運(yùn)輸部天津水運(yùn)工程科學(xué)研究所，天津300456）聲速剖面儀是用于測量聲速在水中傳播速度的測量設(shè)備，廣泛應(yīng)用于水運(yùn)工程中聲吶設(shè)備的聲速修正，聲速作為對于聲吶設(shè)備的關(guān)鍵因素，對測量數(shù)據(jù)結(jié)果和精度有直接影響。為指導(dǎo)水運(yùn)工程領(lǐng)域的聲速剖面儀生產(chǎn)和使用，對聲速剖面儀的檢測方法開展研究，將研究成果用于聲速剖面儀行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。研究提出了聲速和水深參數(shù)的技術(shù)要求，并給出了檢測方法。研究將純水中的聲速公式與2個(gè)海
水道港口 2015年6期2015-06-29
- 多波束聲速剖面的動(dòng)態(tài)選取方法
5200)多波束聲速剖面的動(dòng)態(tài)選取方法高建盡1，趙 犇2(1.海軍蚌埠士官學(xué)校，安徽 蚌埠 233012；2.92899部隊(duì)，浙江 寧波 315200)在顧及水體聲速變化規(guī)律與空間位置及時(shí)間相關(guān)性的前提下，以時(shí)間最近法與距離最近法為基礎(chǔ)，利用平均聲速模型獲得深度誤差比，再利用深度誤差比分析時(shí)間最近法與距離最近法的優(yōu)劣，從而動(dòng)態(tài)選取聲速剖面，同時(shí)針對動(dòng)態(tài)選取方法的不足進(jìn)行擴(kuò)展。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在削弱聲速誤差影響方面，當(dāng)參照的水體聲速變化規(guī)律與實(shí)際情況相符時(shí)，擴(kuò)
測繪工程 2014年11期2014-08-25
- 夏季白令海聲速剖面分布特征
很高的研究價(jià)值。聲速剖面是物理海洋環(huán)境的綜合體現(xiàn)，是影響海洋聲場結(jié)構(gòu)重要因素之一（Michael etal，2005；張旭等，2010）。影響淺海最主要的因素是溫度，深海淺層聲速主要由溫度控制，深層是溫度和深度共同作用的結(jié)果。白令海是連接太平洋和北冰洋的唯一要道，地理位置極為重要，研究聲速剖面分布特征具有較高的經(jīng)濟(jì)、軍事價(jià)值（Kathleen etal，2009； Barbeux et al， 2009； Joseph et al， 2009）。自20世紀(jì)
海洋通報(bào) 2014年2期2014-08-14
- 水下聲速計(jì)算公式的優(yōu)化選擇
24022)水下聲速計(jì)算公式的優(yōu)化選擇陳長安，吳 碧，王 升(中國人民解放軍91388部隊(duì)，廣東湛江524022)為在實(shí)際海洋工程應(yīng)用中針對性地使用水下聲速計(jì)算公式，對水下聲速計(jì)算公式適用范圍進(jìn)行比較分析，進(jìn)行了SVP直接聲速測量和CTD間接聲速測量的對比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，使用聲速計(jì)算公式計(jì)算的聲速與直接測量聲速之間、不同公式計(jì)算的聲速之間的差異較大，在實(shí)際水下工程實(shí)踐中不容忽視;由此給出不同環(huán)境條件下水下聲速計(jì)算公式的優(yōu)化選擇，從而為實(shí)際海洋工程應(yīng)用提
艦船科學(xué)技術(shù) 2014年6期2014-07-12
- 聲速經(jīng)驗(yàn)公式的適用范圍分析
，陳長安，林龍?聲速經(jīng)驗(yàn)公式的適用范圍分析吳碧，陳長安，林龍(中國人民解放軍91388部隊(duì)，廣東湛江 524022)聲速經(jīng)驗(yàn)公式是海水中溫度、鹽度和靜壓力的函數(shù)，通過對直接測量聲速和間接測量聲速的分析，并應(yīng)用近年來收集的南海聲速剖面儀SVP和CTD數(shù)據(jù)，對九種聲速經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算的聲速與直接測量聲速的差異進(jìn)行了分析，得出了聲速經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算差異范圍，結(jié)果表明各個(gè)聲速經(jīng)驗(yàn)公式各有優(yōu)勢，不同的公式適用的范圍也不一樣，并給出了在不同的范圍內(nèi)應(yīng)用何種聲速經(jīng)驗(yàn)公式能獲得
聲學(xué)技術(shù) 2014年6期2014-05-11
- 三元陣被動(dòng)測距在淺海低頻條件下的聲速修正
淺海低頻條件下的聲速修正陳艷麗1,2，宮在曉1，郭良浩1，章偉裕1,2(1. 中國科學(xué)院聲學(xué)研究所聲場聲信息國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100080；2. 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100080)聲速是三點(diǎn)被動(dòng)測距方法中影響距離解算精度的重要參數(shù)，當(dāng)聲吶系統(tǒng)的工作頻率較高時(shí),一般直接使用海水聲速。但隨著遠(yuǎn)距離探測聲吶技術(shù)的發(fā)展，聲吶工作頻率越來越低。淺海波導(dǎo)中傳播的低頻聲信號的相速度和群速度明顯不同于海水聲速，選取哪個(gè)聲速項(xiàng)用于距離解算是一個(gè)值得研究的問題。通過理論
聲學(xué)技術(shù) 2014年6期2014-05-11
- 聲速誤差對SAS方位分辨率的影響研究
干處理，SAS對聲速精度要求較高，且分辨率越高要求聲速越精確。但海洋聲速具有時(shí)空變化特性，實(shí)際工程總存在聲速誤差，因此聲速誤差是制約SAS分辨率提高的重要因素之一，尤其在低頻、遠(yuǎn)距離探測成像時(shí)[1,2]。研究聲速誤差對SAS分辨率的影響，不僅能夠深化我們對SAS的認(rèn)識，而且對于合理設(shè)計(jì)聲吶參數(shù)和制定補(bǔ)償方案也具有重要的指導(dǎo)意義。本文給出SAS獲得方位高分辨率的原理，分析了相位誤差對SAS方位分辨率的影響，利用駐定相位原理，推導(dǎo)出存在聲速估計(jì)誤差時(shí)SAS的方
聲學(xué)與電子工程 2014年1期2014-05-10
- 環(huán)境條件變化對海底沉積物實(shí)驗(yàn)室聲速測量結(jié)果的影響＊
61）海底沉積物聲速是海底測量的重要參數(shù)之一，在海洋工程、海洋科研和海洋軍事等領(lǐng)域都有重要的應(yīng)用價(jià)值。獲取海底沉積物聲速的手段主要有原位測量和實(shí)驗(yàn)室測量兩種。實(shí)驗(yàn)室測量的海底沉積物樣品由于脫離了海底環(huán)境，其基本物理性質(zhì)可能會(huì)發(fā)生不同程度的改變，從而引起聲速測量值偏離真實(shí)聲速，這也是原位測量技術(shù)受到關(guān)注的重要原因。我國原位聲學(xué)測量技術(shù)在近年來有了很大的發(fā)展［1-3］，但由于原位測量設(shè)備不能廣泛應(yīng)用，開展大規(guī)模原位聲學(xué)調(diào)查的設(shè)備條件尚未完全具備，因此實(shí)驗(yàn)室測量
海洋科學(xué)進(jìn)展 2013年3期2013-11-21
- 深海聲速剖面結(jié)構(gòu)變化引起的會(huì)聚區(qū)偏移特性分析
61000 引言聲速剖面可以反映一定范圍內(nèi)海洋的聲速垂直結(jié)構(gòu)，對于水下聲音傳播有著重要的影響。而會(huì)聚現(xiàn)象則是深海中特有的聲傳播現(xiàn)象，當(dāng)聲援和接收器全都位于海洋近表層時(shí)，聲援發(fā)射的聲波，經(jīng)過深海海水的反射后，會(huì)折回海面，并在間隔60km ～70km 的區(qū)域范圍內(nèi)，形成寬約3km ～4km 的較高聲強(qiáng)環(huán)帶狀區(qū)域，相關(guān)人員將這個(gè)區(qū)域稱為會(huì)聚區(qū)。對于我國而言，海域遼闊，海洋氣象水文環(huán)境復(fù)雜，其聲速場具有較大的區(qū)域性和季節(jié)性變化特征，因此，對深海聲速剖面結(jié)構(gòu)變化引起
科技傳播 2013年22期2013-08-24
- 深海聲速剖面結(jié)構(gòu)變化對會(huì)聚區(qū)偏移特性的影響分析
116023）聲速剖面反映了一定范圍海區(qū)的聲速垂直結(jié)構(gòu)，對于水下聲傳播有重要影響。會(huì)聚現(xiàn)象是深海海洋中特有的聲傳播現(xiàn)象。當(dāng)聲源和接收器都位于海洋近表層時(shí)，向深海中發(fā)出的聲波會(huì)再次折回海面，在間隔約60～70 km的海面附近形成寬度為3～4 km的較高聲強(qiáng)環(huán)帶狀區(qū)域，稱為會(huì)聚區(qū)（Urick，1983）。會(huì)聚區(qū)是深海中良好的聲信道，很多文獻(xiàn)中對會(huì)聚區(qū)聲傳播的理論特性進(jìn)行了廣泛的研究（Urick， 1983；Brekhovskikh， 2003；張 仁 和 ，
海洋通報(bào) 2013年1期2013-08-14
- 基于QINSy軟件的聲速剖面改正模型研究
QINSy軟件的聲速剖面改正模型研究肇 斌，敖莊哲（中交天津港航勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，天津300450）由聲速誤差所引起的測深誤差是多波束測深誤差的主要因素之一，聲速剖面的不穩(wěn)定會(huì)引起多波束測深條帶發(fā)生畸變的現(xiàn)象，導(dǎo)致多波束測深數(shù)據(jù)精度差甚至無法使用。通過對QINSy軟件中聲速剖面改正模型的研究，提出了一種多波束測量聲速幾何修正模型和方法，從幾何意義上著手，分析了表層聲速及聲速剖面誤差對測深條帶的影響，總結(jié)了多波束測深條帶隨著聲速剖面變化而發(fā)生對稱彎曲的
水道港口 2013年5期2013-04-08
- 聲速預(yù)測方程在淺地層剖面資料處理中的應(yīng)用
266061）聲速預(yù)測方程在淺地層剖面資料處理中的應(yīng)用王方旗，亓發(fā)慶，姚菁，陶常飛，徐國強(qiáng)（國家海洋局第一海洋研究所，山東 青島 266061）海底沉積層的聲速是淺地層剖面資料采集和處理的關(guān)鍵參數(shù)之一，通常的做法是將地層的聲速設(shè)定為一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，而實(shí)際上聲速并非定值。通過對國內(nèi)外主要沉積物聲速預(yù)測方程的比較，利用盧博等建立的適用于中國東南近海的聲速經(jīng)驗(yàn)公式，在某人工島構(gòu)造調(diào)查中，根據(jù)地質(zhì)鉆孔獲取的孔隙度參數(shù)計(jì)算各沉積層的平均聲速，建立相應(yīng)的聲速結(jié)構(gòu)剖面，應(yīng)
海洋通報(bào) 2011年5期2011-12-28
- 西沙海槽海域聲速特點(diǎn)分析
0）西沙海槽海域聲速特點(diǎn)分析劉方蘭，羅偉東，于宗澤，曾瑞堅(jiān)（廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局 廣東 廣州 510760）通過對西沙海槽海域?qū)崪y的58個(gè)聲速剖面進(jìn)行分析研究，認(rèn)為區(qū)內(nèi)聲速剖面具有典型的三層結(jié)構(gòu)特征－表面層、中間躍變層以及深海恒溫層。表面層普遍有聲速穩(wěn)定次層，平均厚度約18.6 m，表層聲速最大值一般出現(xiàn)在下午3點(diǎn)至4點(diǎn)之間，最小值則出現(xiàn)在早上6點(diǎn)至7點(diǎn)之間。聲速極小值出現(xiàn)在躍變層與深海恒溫層間的過渡水層，其深度最淺為830.7 m，平均深度為1 220 m
海洋通報(bào) 2010年6期2010-12-28
- 水聲信道有效聲速估計(jì)方法及空間特征分析
)在水介質(zhì)中關(guān)于聲速的研究是最早的水聲學(xué)定量研究.1827年,Colladon和 Sturm在日內(nèi)瓦湖測定了聲波在水中的傳播速度,所得的結(jié)果接近現(xiàn)代的測量值[1].在水聲測距和回聲測深技術(shù)的推動(dòng)下,隨后一段時(shí)間有人較為精確地測定了海洋中的聲速值[2-4].研究表明海洋中聲速具有垂直分層性質(zhì),實(shí)際工程應(yīng)用中往往給出聲速隨深度的變化,或者聲速與深度的函數(shù)關(guān)系.然而更為廣泛的應(yīng)用在于海洋信道中任意兩點(diǎn)間的聲速獲取,因?yàn)樵趯⒑Ｑ笾新晜鞑r(shí)間轉(zhuǎn)換為傳播距離時(shí)都是需要
哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào) 2010年12期2010-09-03
- 基于多波束數(shù)據(jù)的聲速誤差自動(dòng)改正方法
基于多波束數(shù)據(jù)的聲速誤差自動(dòng)改正方法胡 佳1，李明叁2，孫 強(qiáng)1(1.海軍大連艦艇學(xué)院 研究生管理大隊(duì)，遼寧 大連 116018；2.海洋測繪科學(xué)與工程系，遼寧 大連 116018)討論了聲速誤差對多波束測深值的影響，在此基礎(chǔ)上，建立了自動(dòng)搜索等效聲速剖面的改正方法。該方法利用多波束實(shí)測數(shù)據(jù)搜索等效聲速剖面，取代實(shí)測聲速剖面，可削弱聲速誤差的影響。實(shí)例計(jì)算表明，利用多波束實(shí)測數(shù)據(jù)建立的聲速剖面自動(dòng)改正方法，能夠有效地消除聲速誤差的影響，并且在處理過程中不需
海洋技術(shù)學(xué)報(bào) 2010年4期2010-01-09