Page 112 - 《应用声学》2025年第3期
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第 44 卷 第 3 期                                                                       Vol. 44, No. 3
             2025 年 5 月                          Journal of Applied Acoustics                      May, 2025

             ⋄ 研究论文 ⋄



                  不完全深海声道下多途到达结构特性及测距                                                                ∗





                             梁启慧     1,2    刘丽华     1    郭永刚     1†    李整林     3    王肃静      1


                                        (1 中国科学院    声场声信息国家重点实验室        北京   100190)
                                             (2 中国科学院大学物理学院        北京   100049)
                                            (3 中山大学海洋工程与技术学院        珠海   528478)

                摘要：声波多途到达结构是可用于深海被动测距的常见特征量之一。在不完全深海声道中，由于海水深度余
                量不足以让声线反转，位于海底的接收单元能够接收到直达声线、多次海底海面反射声线和只经过海底反射
                后反转的声线。某海域不完全声道实验发现海底接收单元在 30 km 后接收到了只经过两次海底反射后的反
                转声线。因此，该文推导了不完全深海信道中不同收发距的多途时延差计算公式，经过与实际观测的时延差对
                比分析，发现所推导的时延差计算方法与实际观测时延差在不同收发距 (0∼45 km) 均能很好吻合，验证了方
                法的准确性。从而，可以利用海底反射后反转声线及其他多次海底海面反射声线的多途时延差进行测距。
                关键词：不完全深海声道；多途时延差；被动测距；射线声学
                中图法分类号: P733.24          文献标识码: A          文章编号: 1000-310X(2025)03-0646-12
                DOI: 10.11684/j.issn.1000-310X.2025.03.013


               Characteristics and ranging of multi-path arrival structures under incomplete

                                            deep-water acoustic channels



                                                                  1
                       LIANG Qihui  1,2 , LIU Lihua , GUO Yonggang , LI Zhenglin and WANG Sujing 1
                                                                              3
                                                 1
                  (1 State Key Laboratory of Acoustics, Institute of Acoustics, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100190, China)
                            (2 College of Physics, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China)
                                (3 School of Marine Sciences, Sun Yat-sen University, Zhuhai 528478, China)

                 Abstract: The multiple-path arrival structure is one of characteristic quantities for passive ranging in deep-sea
                 operations. In an incomplete deep-sea sound channel, due to insufficient water depth margin for sound rays to
                 reverse, the seafloor receiving unit can receive direct sound rays, multiple seafloor-sea surface reflection sound
                 rays, and observe sound rays that reverse only after undergoing seafloor reflection. Experimental findings in
                 a certain sea area’s incomplete sound channel reveal that the seafloor receiving unit received sound rays that
                 reversed only after two seafloor reflections, beyond a distance of 30 km. Therefore, in incomplete deep-water
                 sound channel, different formulas for calculating the multiple-path time delay were derived for various
                 transmitter-receiver distances. Through a comparative analysis with the observed time delays, it was found
                 that the derived time delay calculation method fits well for different transmitter-receiver distances 0–45 km,


             2023-11-21 收稿; 2024-02-12 定稿
             国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 (U22A2012), 国 家 重 大 科 技 基 础 设 施 建 设 项 目 (2017-000030-73-01-002437), 中 国 科 学 院 青 年 创 新
             ∗
             促进会项目
             作者简介: 梁启慧 (1998– ), 女, 内蒙古巴彦淖尔人, 硕士研究生, 研究方向: 水声物理。
             † 通信作者 E-mail: guoyg@mail.ioa.ac.cn
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