Page 55 - 《应用声学》2020年第5期

第 39 卷 第 5 期 谭靖骞等： 北极海域海洋环境噪声建模与特性分析 697

[4] Mellen R H, Marsh H W. Underwater sound reverbera-
3 结论 tion in the Arctic ocean[J]. The Journal of the Acoustical
Society of America, 1963, 35(10): 1645–1648.
本文利用 α 稳定分布对北极海域冰下海洋环 [5] Baggeroer A B, Scheer E K, Colosi J A, et al. Statis-
境噪声进行建模研究，并依据潜标测量的该海域噪 tics and vertical directionality of low-frequency ambient
noise at the North Pacific Acoustics Laboratory site[J].
声数据进行处理与分析，得到如下主要结论：
The Journal of the Acoustical Society of America, 2005,
(1) 北极海域环境噪声具有非高斯性与非平稳 117(3 Pt 2): 1643–1665.
性，其统计特性用α 稳定分布描述更为贴切，具有更 [6] Kinda G B, Simard Y, Gervaise C, et al. Arctic underwa-
好的鲁棒性，尤其是当脉冲干扰强烈时，该模型能与 ter noise transients from sea ice deformation: character-
istics, annual time series, and forcing in Beaufort Sea[J].
实际冰下噪声获得较好的拟合效果。 The Journal of the Acoustical Society of America, 2015,
(2) 冰下不同深度的噪声统计特性有所差异。 138(4): 2034–2045.
环境安静时，不同深度噪声均满足高斯分布；而结冰 [7] 李启虎, 黄海宁, 尹力, 等. 北极水声学研究的新进展和新方
向 [J]. 声学学报, 2018, 43(4): 420–431.
期存在较多脉冲干扰时，上层深度噪声呈现出明显
Li Qihu, Huang Haining, Yin Li, et al. New advances and
的非高斯性，而下层深度噪声则接近高斯分布；同一 directions in the study of arctic underwater acoustics[J].
深度不同频段的噪声统计特性也有所差异，100 Hz Acta Acustica, 2018, 43(4): 420–431.
[8] 卫翀华, 黄海宁, 尹力, 等. 双声道波导中低频环境噪声分布
以下各频段噪声分布接近，且与 100 ∼ 500 Hz 频段
特性 [J]. 声学学报, 2019, 44(4): 417–428.
存在较大差异，因此可将 100 Hz 作为冰下环境噪声
Wei Chonghua, Huang Haining, Yin Li, et al. Distri-
干扰源的界限。 bution characteristics of low frequency ambient noise in
(3) 该北极海域 2017 年 10 月—12 月结冰期海 two-channel waveguides[J]. Acta Acustica, 2019, 44(4):
417–428.
洋环境噪声受脉冲干扰较多，冰下噪声具有明显非
[9] Shao M, Nikias C L. Signal processing with fractional
高斯性；而 2018 年 1 月—2 月冰封期则由于冰层几 lower order moments: stable processes and their applica-
乎完全覆盖，冰下环境噪声非高斯性减弱。 tions[J]. Proceedings of the IEEE, 1993, 81(7): 986–1010.
[10] 沈峰, 姜利, 单志明. 非高斯噪声环境下的信号检测与自适应
滤波方法 [M]. 北京: 国防工业出版社, 2014.
致谢 感谢中国第九次北极科学考察队为试验数据 [11] Kuruoglu E E. Density parameter estimation of skewed α-
的获取所做出的贡献，是他们的辛勤工作保证了试 stable distributions[J]. IEEE Transactions on Signal Pro-
验的顺利进行和珍贵试验数据的获取。 cessing, 2001, 49(10): 2192–2201.
[12] Koutrouvelis I A. Regression-type estimation of the pa-
rameters of stable laws[J]. Journal of the American Sta-
tistical Association, 1980, 75(372): 918–928.
参 考 文 献
[13] Dyer I. ACOUSTICS 1987: Arctic ambient noise: ice
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学科 [J]. 应用声学, 2014, 33(6): 471–483. [14] 刘崇磊, 李涛, 尹力, 等. 北极冰下双轴声道传播特性研究 [J].
Li Qihu, Wang Ning, Zhao Jinping, et al. Arctic un- 应用声学, 2016, 35(4): 309–315.
derwater acoustics: an attractive new topic in ocean Liu Chonglei, Li Tao, Yin Li, et al. Study on the propa-
acoustics[J]. Journal of Applied Acoustics, 2014, 33(6): gation characteristics of biaxial sound channel under the
471–483. Arctic ice[J]. Journal of Applied Acoustics, 2016, 35(4):
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