Page 174 - 《应用声学》2025年第3期

708 2025 年 5 月

经 过 提 取 可 以 得 到 τ SBR-BR = 0.1124 s，
τ BSR-BR = t BSR − t BR
τ SBR-BR
∫
2 z r √ τ BSR-BR = 0.2493 s，进而可以得到 z s = ×
2
2
≈ n (z) − cos α 0 dz. (7) τ BSR-BR
c 0 0 z r = 135.26 m，误差主要来源于近海面等声速假设
假定声源与接收器所处的表层海水近似为等 和各声线等掠射角假设，下面将使用 Bellhop 仿真
声速，则 不同声线间时延差，并计算使用时延差之比估计声
∫
2 z s √
2
2
n (z) − cos α 0 dz 源深度的误差。图7(a) 为前述仿真条件下不同接收
τ SBR-BR c 0 0 z s
= ∫ ≈ . (8) 距离时的本征声线时延差变化，由图中可以看出一
τ BSR-BR 2 z r √ z r
2
n (z) − cos α 0 dz 次海底反射的本征声线间的时延差随距离增加而
2
c 0 0
根据式 (8) 可以通过单水听器得到声源深度， 减小，所以接收器对于近距离声源可以更好地提取
以发射 10 s 长度、频率范围为 600 ∼ 800 Hz 的线性 来波信号的时间到达结构。图7(b)为10 km接收距
调频 (Linear frequency modulation, LFM) 信号为 离下，不同接收深度对本征声线时延差的影响，其
例，经过上述仿真环境后在接收器位置处得到的声 中 τ SBR-BR 与声源深度直接相关，基本不受接收深
信号如图 5 所示，将该接收信号进行脉冲压缩后得 度变化影响，而 τ BSR-BR 与 τ SBSR-BR 随着接收深度
到的结果如图 6 所示，通过脉冲压缩可以在时域实 增加会逐渐增大，τ SBR-BR 与τ BSR-BR 的交点表示接
现较高分辨力，实现各条声线到达时间的区分。 收深度等于声源深度，故而将接收器布放于较深的
深度更有利于不同本征声线到达时间的分离。
1.0
0.5
0.5 SBR-BR
BSR-BR
0.4
ॆʷӑࣨϙ 0 0.3
SBSR-BR
௑ᫎ/s
-0.5
0.2
-1.0
0.1
0 5 10 15 20 25 30
௑ᫎ/s
0 5 10 15 20 25 30
图 5 仿真接收信号波形
ᡰሏ/km
Fig. 5 Simulated received signal waveform (a) ଌஆງए300 m

1.0
1.0
BSR SBR-BR
BR 0.8 BSR-BR
0.8 SBSR-BR

0.6
0.6
ॆʷӑࣨϙ ௑ᫎ/s 0.4
SBR
0.4
SBSR
0.2
0.2
0
0 200 400 600 800 1000
0
13.0 13.5 14.0 14.5 ଌஆງए/m
௑ᫎ/s (b) ଌஆງए10 km
图 6 将仿真接收信号进行脉冲压缩后的结果 图 7 各条本征声线时延差随不同接收位置的变化
Fig. 6 The result of pulse compression of the sim- Fig. 7 The delay difference of each eigenray varies
ulated received signal with different receiving positions