不确定海洋环境的声场统计特性分析

Acoustical fields in shallow ocean areas invariably fluctuate because of the dynamic environment.It is too difficult for us to collect environmental parameters in the ocean due to poor equipments and a little sampling.Uncertainty of the ocean envrionmental parameters caouse severe performance degradation to the acoustical fields prediction.Statistics of acoustical field that incourporates the effects of environmental uncertainty is of practical interest.In the paper the models of uncertain envrionmental parameters are developed referring to the uncertain parameters of typical sea areas in China.We combine physics model of acoustic propagation with the modal of envrionmental uncertainty and discover the statistics of acoustical fields.Experiment results of the sea trial are used to test the research results.The research results will be used to provide the uncertain scale of the acousitcal fields to the target detection.

在实际应用中，由于海洋环境参数测量手段和采集不充分以及海洋环境时空分布特性建模缺乏，使得海洋环境不确定性成为影响声场数值计算预报准确性的主要因素，迫切需要进行不确定环境的声场统计特性研究，评估环境不确定性带来的影响并将其应用到目标探测技术研究当中。该项研究将以我国近海海域的海底地形、潮汐以及内波涡旋等引起的环境不确定性变化为参考，建立更为合适的环境参数不确定性模型，分析不确定环境的声场统计特性变化规律，进行海上搭载试验验证，研究成果将为不确定环境条件下的声场预报和目标探测定位提供所需要的特征参数和尺度。

由于海洋环境参数测量手段和采集不充分以及海洋环境时空分布特性建模缺乏，使得海洋环境不确定性成为影响声场数值计算预报准确性的主要因素，迫切需要进行不确定环境的声场统计特性研究，评估环境不确定性带来的影响并将其应用到目标探测技术研究当中。本项目主要是针对我国黄海海域的海底地形、潮汐以及内波涡旋等引起的环境不确定性变化，建立更为合适的环境参数不确定性模型，分析不确定环境的声场统计特性变化规律，进行海上搭载试验验证，为不确定环境条件下的声场预报和目标探测定位提供所需要的特征参数和尺度。. 项目研究利用2007年-2009年四次黄海海域试验数据，分析影响声场计算不确定环境因素，建立海深、水文和海底声速的环境参数不确定性模型，给出不同环境参数不确定性概率分布函数，完成潮汐、内波以及海底底质等造成的各个环境参数不确定性变化引起的声场统计特性分析，分析不确定参数对声场的影响程度以及声场符合的分布形式。利用2007年黄海试验数据研究分析得到利用声速剖面起伏预报温跃层厚度的方法。分析在内波存在条件下声源位置变化对声场统计特性的影响。2015年8月于黄海海域搭载一次黄海夏季海上试验，进行声场和海洋环境数据的同步获取，利用海上试验获取的声场和环境数据对不确定环境参数条件下的声场统计特性分析方法进行验证比对。基本完成项目计划。