Page 40 - 《应用声学》2020年第4期
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                  0.16                                             基于模式能量比反演海底声衰减系数的优点
                          ᮠᦞ
                  0.14    y/⊲T -5 1.129                  是只需要单水听器的单个距离点的接收信号,相对
                                     x
                α (m) /(dBSm -1 )  0.10                        于基于远距离传播损失的反演方法更为简单。但是
                  0.12
                  0.08
                                                               由于在单一距离上,可提取的模式能量比的数量非
                  0.06
                  0.04                                         常有限,为了获得较好的反演结果,模式能量比的提
                  0.02                                         取需要有足够的精度。
                       200 300 400 500 600  700 800 900 1000
                                   ᮠဋ/Hz

                      图 9  海底衰减与频率的拟合结果                                       参 考 文        献
               Fig. 9 Fitting results of seabed attenuation and
               frequency                                         [1] Maguer A, Bovio E, Fox W L J, et al. In situ estimation
                                                                   of sediment sound speed and critical angle[J]. The Jour-
             4 结论                                                  nal of the Acoustical Society of America, 2000, 108(3Pt1):
                                                                   987–996.
                                                                 [2] Holland C W, Dettmer J. In situ sediment dispersion es-
                 简正波的频散特性与波导的特性,如海深、水
                                                                   timates in the presence of discrete layers and gradients[J].
             文和海底的地声参数密切相关。根据简正波的频散                                The Journal of the Acoustical Society of America, 2013,
             特性,如频散曲线和模式能量比反演海底地声参数                                133(1): 50–61.
                                                                 [3] Zhou J X. Normal mode measurements and remote sens-
             一直以来是获取低频海底地声参数,特别是声衰减
                                                                   ing of sea-bottom sound velocity and attenuation in shal-
             特性的主要手段。简正波的分离性能是制约模式能                                low water[J]. The Journal of the Acoustical Society of
             量比提取精度的关键因素。选取适合的信号处理方                                America, 1985, 78(3): 1003–1009.
                                                                 [4] Wan L, Zhou J X, Rogers P H. Low-frequency sound
             法获取足够精度的模式能量比在声衰减系数的反
                                                                   speed and attenuation in sandy seabottom from long-
             演中极其重要。传统的 STFT 方法在理论上适用所                             range broadband acoustic measurements[J]. The Jour-
             有类型的简正波,但是它的缺点是窗函数的宽度需                                nal of the Acoustical Society of America, 2010, 128(2):
                                                                   578–589.
             要根据频率、接收距离等参数调整。在较近的距离
                                                                 [5] Le T G, Nicolas B, Mars J I, et al. Matched representa-
             上由于模式分辨率的降低而导致模能量提取精度                                 tions and filters for guided waves[J]. IEEE Transactions
             的严重下降。warping变换通过重采样,使得变换后                            on Signal Processing, 2009, 57(5): 1783–1795.
             不同频率的同一号简正波均具有相同频率的信号,                              [6] Bonnel J, Chapman N R. Geoacoustic inversion in a dis-
                                                                   persive waveguide using warping operators[J]. The Jour-
             从而使得简正波的分离更加简单,提高了模式能量                                nal of the Acoustical Society of America, 2011, 130(2):
             比提取的精度。但是目前的 warping 函数是基于理                           EL101–EL107.
             想波导推导的,它仅适用于海面海底反射 (SRBR)                           [7] Zeng J, Chapman N R, Bonnel J. Inversion of seabed at-
                                                                   tenuation using time-warping of close range data[J]. The
             类型的简正波,对于负梯度水文条件下的水中反转
                                                                   Journal of the Acoustical Society of America, 2013, 134(5):
             (Water Borne)类型的波,并不适用。                               EL394–EL399.
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