Page 95 - 《应该声学》2022年第2期

第 41 卷 第 2 期 Vol. 41, No. 2
2022 年 3 月 Journal of Applied Acoustics March, 2022

⋄ 研究报告 ⋄

利用海洋环境噪声估计海流流速 ∗

汪 恺 1,2 李风华 1† 杨习山 1

(1 中国科学院声学研究所 北京 100190)
(2 中国科学院大学 北京 100049)

摘要：为了观测海流在短时间尺度上的变化，基于被动声层析原理，提出了一种利用浅海海洋环境噪声估计海
流流速的方法。通过波束形成增加噪声互相关函数的能量积累，从环境噪声互相关函数提取出两个水平阵列
间的经验格林函数，利用经验格林函数的时间到达结构反演阵列间的浅海海流流速。海上实验数据处理结果
表明，该方法提取了 2 h 时间平均的经验格林函数和海流流速，可观测到海流流速的变化。通过仿真，论证了
方法在该实验环境下的可行性，并分析了海水深度和传播距离失配带来的流速反演误差，其影响较小，可忽略。
关键词：噪声互相关函数；海流流速；波束形成
中图法分类号: O427.5 文献标识码: A 文章编号: 1000-310X(2022)02-0263-07
DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2022.02.012

Estimation of current speed from ocean ambient noise

WANG Kai 1,2 LI Fenghua 1 YANG Xishan 1

(1 Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
(2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)

Abstract: For the observation of short-time ocean current, a method for estimating the velocity of ocean
current using ambient noise is proposed in shallow water based on the passive acoustic tomography. The energy
accumulation of noise cross-correlation functions can be increased by beamforming. The empirical Green’s
functions between two horizontal arrays are extracted from the noise cross-correlation functions, and the time
arrival structures of the empirical Green’s functions are used to invert the current velocity between arrays.
By processing the experimental data, the empirical Green’s functions and current velocities are extracted for
2 hours, and the velocity variation of ocean current can be observed. The simulation demonstrates the feasibility
of the method in this experimental environment, and the mismatch of depth and range is analyzed. Its effect
is negligible.
Keywords: Noise cross-correlation function; Current velocity; Beamforming

2021-04-01 收稿; 2021-05-31 定稿
国家自然科学基金项目 (11974017, 11874061), 中国科学院青年创新促进会人才项目 (2017028)
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作者简介: 汪恺 (1995– ), 男, 安徽合肥人, 博士研究生, 研究方向: 水声学。
通信作者 E-mail: lfh@mail.ioa.ac.cn
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