Page 60 - 《应用声学》2023年第2期

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ງए/m 估计；声呐所处海洋环境发生任意变化后声呐最佳
20
布放深度的估计等。
800
ᄬಖ1
15
600 4 结论
ᡰሏ/m 400 10 声呐布放深度是影响声呐探测性能的重要因

素，浅海环境变化导致探测性能降低时可通过调整
ᄬಖ2 5
200
布放深度改善。本文建立了基于探测概率感知的声
ܦչ
0 呐性能评估模型，该模型可根据水声环境及声呐系
200 400 600 800 1000 1200 1400
ᡰሏ/m 统的工作参数定量地给出系统对特定区域内各处
目标的探测能力；基于该模型提出了一种声呐布放
图 6 目标位置
深度自适应优化算法，该算法以两次不同准则的筛
Fig. 6 The target position
选确定声呐布放深度。由于海洋环境变化归根结
表 2 目标 1 的仿真结果 底是声速剖面的改变，因此以几种典型声速剖面为
Table 2 Simulation results of the first target 例仿真验证了所提算法的有效性以及实时性；且在
给定实测声速剖面及海底地形时，使用该算法得到
调整前 调整后 处理
目标 1 的布放深度可将声呐对目标的探测概率最高提高
布放 探测 布放 探测 时间/s
18.18%。
深度/m 概率/% 深度/m 概率/%
水文 1 7 64.6 3.5 71.73 119
水文 2 7 74.67 已达到最优，不用调整 107 参 考 文 献

表 3 目标 2 的仿真结果
[1] 郁红波, 鞠京龙. 浅海条件下吊放声呐最佳入水深度的研
Table 3 Simulation results of the second target
究 [J]. 电光与控制, 2021, 28(4): 106–110.
Yu Hongbo, Ju Jinglong. Optimal underwater depth of
调整前 调整后 处理 dipping sonar in shallow sea[J]. Electronics Optics & Con-
目标 2
布放 探测 布放 探测 时间/s trol, 2021, 28(4): 106–110.
深度/m 概率/% 深度/m 概率/% [2] 战和, 金中原, 杨日杰. 一种估计吊放声呐工作深度的简易方
法 [J]. 声学技术, 2016, 35(1): 29–32.
水文 1 13 63.26 10.9 81.44 103
Zhan He, Jin Zhongyuan, Yang Rijie. Simple approach
水文 2 13 74.11 7.6 81.2 102 to getting working depth of dipping-sonar[J]. Technical
Acoustics, 2016, 35(1): 29–32.
仿真结果表明：已知试验海域的地形，由于潮 [3] 熊雄, 单志超, 吴芳, 等. 水下目标探测中声呐工作深度优化
汐、风浪等环境变化导致声速剖面改变时，声呐布放 选择 [C]//2018 年全国声学大会论文集. C 水声工程和水声
信号处理, 2018.
深度自适应优化算法可快速有效调整声呐布放深
[4] Yue W, Yang J, Xu F, et al. The analysis of reverber-
度。在声速剖面由水文 2变化至水文1 情况下，声呐 ation affected by tide changes in shallow water[C]. 2021
在原布放深度对目标的探测概率降低至63.26%，调 OES China Ocean Acoustics, 2021: 530–533.
整后的探测概率为 81.44%，声呐的探测性能大幅度 [5] Jemmott C W, Stevens W K. The impact of reverbera-
tion on active sonar optimum frequency[C]. 161st Meeting
提高。仿真过程中的处理时间为 2 min 左右，与 3.1 Acoustical Society of America, 2011.
节处理时间相比降低。原因是处理时间与声呐所处 [6] Ferla C M, Porter M B. Receiver depth selection for pas-
海区的深度有关，深度越大，声呐布放深度自适应算 sive sonar systems[J]. IEEE Journal of Oceanic Engineer-
ing, 1991, 16(3): 267–278.
法遍历次数越多，花时间越长。此外该优化算法还
[7] Ainslie M A. Principles of sonar performance model-
可用于：声呐布放海区调整时声呐最佳布放深度的 ing[M]. Berlin: Springer Berlin Heidelberg, 2010.