Page 98 - 《应该声学》2022年第2期

266 2022 年 3 月

应了海面三次反射波，物理意义清晰。所以，通过 个方向上信号在统一归一化后反方向的格林函数
式 (6)，在利用几何关系计算声线路径长度后，不对 信噪比更高。
海洋进行分层，第二个信号包络的时延差被用来计
1.0
算估计海域深度上平均的海流流速。 0.8
40 0.6
2.3 实验结果 30 0.4
0.2
定义从阵列 A 到阵列 B 为正向，提取出端射方 ௑ᫎ/h 20 0 -0.2
向的经验格林函数。图 3 展示了自 2 h 累积噪声互 -0.4
10 -0.6
相关函数提取出的经验格林函数的正半轴部分，共 -0.8
-1.0
有48 h。可以从图中看到，在 2 h 累积时间下，到达 2.30 2.32 2.34 2.36 2.38 2.40
௑ण/s
波的信号包络都比较清晰稳定。
图 3 从 2 h 噪声互相关函数中提取的正向格林函
同时，图 4 展示了端射方向上提取出的一组经
数，共持续 48 h
验格林函数，其中图 4(a) 将两个经验格林函数以正
Fig. 3 Positive Green’s functions extracted from
负时间轴的形式统一归一化，图 4(b) 为正反向分别 the 2-hour noise cross-correlation functions for a
归一化后的格林函数。可以从图 4(a) 看出，正反两 total of 48 hours

1.0
൤Քಫ౤Ѧ஝
ॆʷӑࣨए -0.5 0
0.5
ԦՔಫ౤Ѧ஝

-1.0
-10 -5 0 5 10
௑ᫎ/s
(a) ॆʷӑՑᄊ൤᠇௑ᫎಫ౤Ѧ஝
1.0
൤Քಫ౤Ѧ஝
ॆʷӑࣨए -0.5 0
0.5
ԦՔಫ౤Ѧ஝

-1.0
2.20 2.25 2.30 2.35 2.40 2.45 2.50
௑ᫎ/s
(b) ѬѿॆʷӑՑᄊ൤ԦՔಫ౤Ѧ஝
图 4 自 2 h 噪声互相关函数提取出的一组格林函数
Fig. 4 A Green’s function extracted from the 2-hour noise cross-correlation function

图5 展示了两个水平阵列之间端射方向上海流 1.0
流速的反演结果。通过计算如图4(b)所示的第二个
0.5
信号包络的时延差，在 2 h 时间尺度内计算估计出
๒ืืᤴ/(mSs -1 ) 0
了海流流速。
2.4 实验分析 -0.5

图 3 展示了连续 48 h 的经验格林函数，可以发
现在 2 h 的时间累积下，大部分时间到达结构都比 -1.0
0 40 80 120
较清晰，但也存在个别到达波的包络不清晰。这是 ௑ᫎ/h
因为在该累积时间段内，端射方向上噪声源较弱，没
图 5 从 2 h 经验格林函数计算得到的海流流速
有足够的能量积累，可以通过延长累积时间来提高
Fig. 5 Current velocities calculated from 2-hour
格林函数的信噪比。 empirical Green’s functions