Page 100 - 《应该声学》2022年第2期

268 2022 年 3 月

表 3 比较了不同海底深度条件下对 3 次海面反 4 结论
射波传播时间和反演结果的影响，∆z 为正表示计
算时海底深度大于实际海底深度，仿真所用参数 本文提出了一种利用浅海海洋环境噪声互相
与 3.1 节参数一致，仿真流速设定为恒定 1 m/s。可 关函数估计海流流速的方法。本方法基于声层析原
以从表 3 中发现本实验环境下深度失配对正反向声 理，采用波束形成增加能量积累，可以在2 h 时间尺
传播时间影响较小。虽然通过计算时延差，可以消 度内提取海洋环境噪声互相关函数；计算获得正反
除部分误差，但如果时延差未能完全消除误差时， 两个方向上的格林函数及其时间到达结构，反演估
0.1 ms 的时延误差将带来约 0.033 m/s 的流速估计 计出每 2 h 的海流流速，从而可以观测流速较长期
误差。仿真表明在本实验环境下，5 m左右的深度失 的变化趋势；流速反演估计值和变化趋势符合历史
配可能会轻微影响流速反演的结果，因此实际实验 观测研究的结果，且和理论仿真计算结果一致性好；
时，应当选择海底平坦、深度稳定的海域，尽量精确 海水深度和距离失配误差对流速估计精度影响小，
地测量海水深度，以此来更好地保证流速反演结果 可忽略。基于声层析原理，利用海洋环境噪声可以
的准确性。 有效反演估计海流流速。
同样在实验环境中，两个阵列间的距离也往往 本文没有使用声学多普勒声速仪 [18] 对海流流
受实际布放原因而产生误差，通过改变仿真中两 速进行实时同步的测量，后续的实验应当实测海流
点之间的距离，比较了距离扰动下流速的估计结果 流速，用以对比论证实验反演结果的精度。此外，实
仿真的结果。表 4 列出了在仿真条件正负 100 m 距 验使用的水听器采样率为 5000 Hz，也就是时间采
离扰动下对反演结果的影响，其中 ∆d 为正表示计 样间隔为 0.2 ms，因此目前只能对海流流速的变化
算时距离大于实际距离。可以看到即使距离有着 趋势进行大致观测，后续实验将通过使用更高采样
100 m的扰动，正反向声传播时间有着较大误差，但 率的设备，来获取更精确的声传播时间，以此实现对
通过计算时延差，两者的误差可以消除。在实验中 海流流速的高精度估计。
通常距离不确定性远小于 100 m，因此距离上的失
配对流速估计精度影响很小，一般情况下可以忽略。 参 考 文 献

表 3 不同海深仿真反演结果
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