Page 170 - 应用声学2019年第4期

630 2019 年 7 月

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5 ඵࣱکӉԧ࠱ቫ 5 ඵࣱکӉԧ࠱ቫ
10 ඵࣱکӉଌஆቫ 10 ඵࣱکӉଌஆቫ
ඵࣱ᭤کӉ ඵࣱ᭤کӉ
15 15
ງए/m 20 ງए/m 20
25
25
30 30
35 35
40 40
55 60 65 70 75 80 85 90 65 70 75 80 85 90 95 100
͜୧૯ܿ/dB ͜୧૯ܿ/dB
(a) ଌஆᡰሏ10 km (b) ଌஆᡰሏ20 km
0 0
5 5
ඵࣱکӉԧ࠱ቫ ඵࣱکӉԧ࠱ቫ
10 ඵࣱکӉଌஆቫ 10 ඵࣱکӉଌஆቫ
ງए/m 15 ඵࣱ᭤کӉ ງए/m 15 ඵࣱ᭤کӉ
20
20
25
25
30 30
35 35
40 40
75 80 85 90 95 100 105 110 115 90 95 100 105 110 115 120 125 130
͜୧૯ܿ/dB ͜୧૯ܿ/dB
(c) ଌஆᡰሏ40 km (d) ଌஆᡰሏ80 km
图 15 传播损失随深度变化关系图，声源深度 20 m
Fig. 15 Transmission loss varies with depth, source depth is 20 m

0.25 播损失差值较大，这是由于负跃层声线向下折射，将
声能量折射进海底，造成较大的传播损失。因此，为
0.20
减少实验中两种情况下传播损失的差异，应充分考
RMSE 0.15 虑声速剖面的水平非均匀性，避免将接收阵列布放

0.10 于跃层上下表面；或增加接收阵元数，以增加探测孔
径，提高探测精度。
0.05 ඵࣱکӉԧ࠱ቫ
ඵࣱکӉଌஆቫ
3 声速剖面水平非均匀特性对目标声源定
0 位的影响 [9]
0 5 10 15 20 25 30 35 40
ງए/m
在图 17 所示的浅海海洋环境模型下进行等效
图 16 水平均匀情况下的传播损失的均方根误差
声速剖面构建的仿真实验。海深为 94 m，声速剖面
Fig. 16 RMSE of transmission loss in a horizon-
如图3所示，为典型夏季负跃层，将前200 min(红线
tally uniform environment
之前)作为先验剖面集，利用其后的声速剖面进行声
差异。在声速剖面跃层 (15 ∼ 30 m) 及接近海底处 源定位；假设海底为两层海底模型，沉积层均匀声速
(30 m 以下)，无论是水平均匀模型的发射位置或接 为1575 m/s，厚度为10 m，沉积层密度为1.6 g/cm ，
3
收位置处的声速剖面模型，与水平非均匀情况相比， 吸收系数为 0.2 dB/λ，海底声速为 2000 m/s，密度
均具有较大偏差。仅以均方根误差的数值来衡量不 为 1.7 g/cm ，吸收系数为 0.35 dB/λ。接收阵采用
3
同模型的传播损失偏差，当均方根误差较大时，代表 垂直线列阵，分布在 13 ∼ 60 m 之间，共 32 个阵元，
两种模型的传播损失偏差较大。 阵元间距为 2 m。声源为 200∼300 Hz 宽频声源，频
此处仅分析单阵元接收情况。由图 16 可以看 率步长 20 Hz，距离接收阵为 4000 m。匹配场定位
出，当接收阵列位于跃层上下表面时，两种模型的传 搜索网格如下设置：距离搜索范围为 2∼8 km，步长