Page 59 - 201805

第 37 卷 第 5 期 李小雷等： 利用环境噪声进行安静目标探测 641

⊲ ᄰ᣺ 

⊲ ᄰ᣺ 
ங࠱ ங࠱
ॆʷӑࣨϙ  y/m 

֓⊲ 17̉ᄱТஊܸ ֓

֓⊲ ֓

֓ ֓    ֓ ֓   
௑ᫎ/ms x/m
(a) ଌஆ٨1֗ଌஆ٨7ᝮै҂ᄊ๒๎٪ܦᄊॆʷӑ̉ᄱТፇ౧ (b) Ѿၹଢԩ҂ᄊங࠱ฉᤉᛡᄬಖଊ฾ᄊፇ౧
图 3 噪声互相关的实验结果
Fig. 3 Experimental results of noise cross correlation

直达波和因果散射波，而几乎看不到反因果散射 个互相关函数集由字母“M”表示，来自第13号接收
波，这是因为反因果散射波对应的稳相点 2A 与散 器与第 1号到第12号接收器的 12个接收器对，这些
射体的距离明显大于因果散射波对应的稳相点 3A 接收器对的直达距离从1.3 m到2.2 m。位于顶部的
与散射体的距离，即Q(r 2A , ω) 明显小于 Q(r 3A , ω)。 13个互相关函数集由字母“T”表示，来自第14号接
同时可以看到反因果直达波的幅值明显小于因果 收器与第1号到第13 号接收器的13个接收器对，这
直达波的幅值，这是因为因果直达波的稳相点 1A 些接收器对的直达距离从1.9 m到3.6 m。从图5可
在海浪噪声源一侧，而反因果直达波的稳相点不 以看到不同的接收器对提取到的直达波、散射波和
在这一侧，同时海浪噪声源是主要的噪声源，因此 虚假峰的结果。图 5 中直达波之间由黑色箭头所指
Q(r 1A , ω) 明显大于 Q(r 1B , ω) 导致因果直达波明 的高幅值峰 (见互相关集 B) 和零幅值峰 (见互相关
显大于反因果直达波。将每一对接收器接收到的海 集 M 和 T) 由来自 4 方向的海浪噪声引起。在互相
◦
浪噪声信号都进行互相关操作，利用提取到的散射
关集 B 中，此峰与虚假峰重合，所以很难提取虚假
波可以对散射体进行探测，图 3(b) 给出了探测的结
峰。在互相关集 M 和 T 内总共 25 对互相关函数中，
果，图中的“+”表示散射体的真实位置，可以看出利
有 22 对互相关函数展现了相对清晰的散射峰和虚
用提取到的散射波可以实现对安静目标进行准确
假峰，它们来自第13号接收器与第1 号至第11号接
的探测。
收器之间的11对(直达距离1.5∼2.2 m)，和第 14 号
第2 节指出，当噪声源分布不均匀时，噪声互相
关的时域波形存在虚假峰，其包含目标的位置信息，
可以用于目标探测。为了探索利用虚假峰进行目标 2.5
探测的可能性，2015 年，黎洁等 [16−17] 再次开展了 2.0 ங࠱ʹ
利用海浪噪声探测安静目标的实验，此次的实验布
放如图 4 所示。这次实验记录到的海浪噪声的主要 y/m 1.5
13
能量在 4000 Hz 以下，在进行噪声互相关处理时选 1.0 14
用 270 Hz∼3000 Hz 频带内的噪声信号，同时为了 0.5 ଌஆ٨
减小累积时间，对噪声信号进行了白化处理，互相 12 11 1
0
关累积时间为 3 min。图 5 给出了 91 对接收器的互 -1.0 0 1.0 2.0 3.0
相关结果，它们按接收器对中两个接收器的直达距 x/m
离从小到大排列。底部的 66 个互相关函数集由字 图 4 2015 年实验布放以及 22 对互相关的被动定
母 “B” 表示，来自第 1 号接收器至第 12 号接收器中 位结果图
任意两个接收器构成的 66个接收器对，这些接收器 Fig. 4 Layout of the experiment in 2014 and pas-
对的直达距离从 0.08 m 到 1.15 m。位于中间的 12 sive localization from 22 cross correlation results