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水下声信号的激光干涉测量 被引量:27
1
作者 张晓琳 唐文彦 孙和义 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期809-815,共7页
为准确测量水下目标的发声频率,在光学暗室下建立了基于激光干涉法探测水下目标的实验系统。当水下声源引起水表面波动时,用激光照射水面,携带声波信息的水面散射光与参考光干涉,利用精密光学测量装置探测光程差的改变,通过数据采集和... 为准确测量水下目标的发声频率,在光学暗室下建立了基于激光干涉法探测水下目标的实验系统。当水下声源引起水表面波动时,用激光照射水面,携带声波信息的水面散射光与参考光干涉,利用精密光学测量装置探测光程差的改变,通过数据采集和处理系统从干涉信号的频谱分析图中解调出水下声信号的频率信息。干涉信号的频谱分析图中存在以水下声信号频率为中心的频带,频带宽度与自然水表面波引起的多普勒频移有关。实验结果表明,水下发声目标引起水表面波动的振幅在纳米级,系统可以实时探测出4~15kHz的水下声信号,且测量标准偏差<7Hz。该系统可满足水下目标识别技术的实时性、准确性等要求。 展开更多
关键词 激光技术 激光干涉术 水下声信号 频率探测
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水声目标探测技术研究现状与展望 被引量:25
2
作者 黄海宁 李宇 《中国科学院院刊》 CSSCI CSCD 北大核心 2019年第3期264-271,共8页
水声目标探测技术是水声信号处理与声呐领域的重要研究方向,是环境感知、海洋监测、资源勘探、情报收集等海洋应用领域的核心技术之一。文章概述了水声目标探测技术发展现状,并结合实际所面临的科学问题介绍了一些水声目标探测研究方向... 水声目标探测技术是水声信号处理与声呐领域的重要研究方向,是环境感知、海洋监测、资源勘探、情报收集等海洋应用领域的核心技术之一。文章概述了水声目标探测技术发展现状,并结合实际所面临的科学问题介绍了一些水声目标探测研究方向上的新概念、新方法与新趋势,最后分析和展望了水声目标探测技术发展对国家安全和经济发展的重要作用。 展开更多
关键词 水声信号处理 目标探测 特征提取 环境适应性 智能化信号处理
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分布反馈式光纤激光器的动态特性 被引量:14
3
作者 谭波 黄俊斌 +2 位作者 何琳 顾宏灿 李日忠 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第8期1832-1838,共7页
为了探明分布反馈式(DFB)光纤激光器用于水声探测时,所测得的声压灵敏度高于静压条件下计算所得的声压灵敏度,且动态响应曲线不平坦的原因及其机理,对DFB光纤激光器的动态特性进行了研究。对两端固定并分别置于空气和水介质中的DFB光纤... 为了探明分布反馈式(DFB)光纤激光器用于水声探测时,所测得的声压灵敏度高于静压条件下计算所得的声压灵敏度,且动态响应曲线不平坦的原因及其机理,对DFB光纤激光器的动态特性进行了研究。对两端固定并分别置于空气和水介质中的DFB光纤激光器的振动模态进行了数值仿真分析;设计加工了实验夹具,分别对其进行了实验研究。实验测得数据显示,两端固定的裸纤在发生振动时的第一阶固有频率与其夹持长度有关,且随着该长度的增大,固有频率降低;当夹持长度分别为50、55和60mm时,在空气和水介质中DFB光纤激光器振动的第一阶固有频率分别约为250、200、125Hz以及200、160、120Hz,实测数据与仿真分析吻合。结果表明,当DFB光纤激光器受外界激励发生振动时,会引起激光器输出信号幅值的波动,导致其声压灵敏度出现起伏,第一阶固有频率对其具有很大的影响。 展开更多
关键词 分布反馈光纤激光器 水听器 水声探测 动态特性 声压灵敏度
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α稳定分布的水声信号处理新方法 被引量:13
4
作者 张安清 邱天爽 章新华 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2005年第8期1201-1204,共4页
本文依据分数低阶统计信号处理理论和舰船辐射噪声信号特性,提出了水声信号新的噪声模型,分析了常规LMS滤波方法在非高斯α稳定分布噪声下性能退化的原因,提出了基于分数低阶p-范数的LMP,NLMP水声信号自适应降噪滤波方法,并分析了参数p... 本文依据分数低阶统计信号处理理论和舰船辐射噪声信号特性,提出了水声信号新的噪声模型,分析了常规LMS滤波方法在非高斯α稳定分布噪声下性能退化的原因,提出了基于分数低阶p-范数的LMP,NLMP水声信号自适应降噪滤波方法,并分析了参数p值的选取对LMP滤波效果的影响。理论分析和计算机仿真结果表明这种方法在高斯和非高斯α稳定分布条件下都具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 分数低阶统计量 Α稳定分布 舰船辐射噪声 水声信号 检测
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水下声学滑翔机研究进展及关键技术 被引量:12
5
作者 孙芹东 兰世泉 +1 位作者 王超 王文龙 《水下无人系统学报》 北大核心 2020年第1期10-17,共8页
水下声学滑翔机具有大航程、长航时、高隐蔽性及低成本的特点,是用于水下移动目标探测、海洋水文环境精细化测量的优势平台,在全球海洋安全与环境观测体系建设中发挥着重要作用。文章详细梳理了国内外水下声学滑翔机研究进展,简述其系... 水下声学滑翔机具有大航程、长航时、高隐蔽性及低成本的特点,是用于水下移动目标探测、海洋水文环境精细化测量的优势平台,在全球海洋安全与环境观测体系建设中发挥着重要作用。文章详细梳理了国内外水下声学滑翔机研究进展,简述其系统组成和功能;探讨了水下声学滑翔机设计及规模化应用涉及的平台减振降噪、自主控制、多模混合推进、声学传感器设计及应用、目标属性自主判别,以及安全布放与回收等关键技术。文中研究可为国内同类水下无人探测装备的系统开发提供参考。 展开更多
关键词 水下声学滑翔机 自主探测 减振降噪 目标自主判别
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激光探测水下声信号的实验研究 被引量:11
6
作者 曹增辉 郑田甜 +3 位作者 孙腾飞 杨宝磊 李丹 张骏 《光电技术应用》 2014年第2期17-21,共5页
在实验室条件下,对于不同频率、不同振动强度的水下声音信号展开激光相干探测研究,建立了基于该方法的实验系统。水表面在水下声音信号作用下产生波动时,用激光照射水表面,其产生的水表面散射光携带了声波信息并与参考光发生干涉,对干... 在实验室条件下,对于不同频率、不同振动强度的水下声音信号展开激光相干探测研究,建立了基于该方法的实验系统。水表面在水下声音信号作用下产生波动时,用激光照射水表面,其产生的水表面散射光携带了声波信息并与参考光发生干涉,对干涉信号进行采集并处理可得到水下声信号的频率与强度信息。对不同条件下得到的实验结果进行对比分析。实验结果表明,激光相干探测技术可有效地探测水下声信号,并且随着声信号的频率提高、强度减弱,探测效果趋于变差。实验系统采用全光纤光路设计,取得了较好的效果。 展开更多
关键词 水下声信号 激光干涉 频率探测 光纤光路
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基于OPNET的水声通信网络设计与仿真 被引量:9
7
作者 韩晶 黄建国 冉茂华 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第17期5498-5502,共5页
水声通信网络是实现如海洋数据采集、离岸勘测与战术监测等水下系统无线信息传输的主要手段,但其性能受水声信道特性影响严重。为此,采用OPNET对水声通信网络节点模型与分层协议进行设计与实现,其特征包括基于CDMA的多用户检测以及RTS-C... 水声通信网络是实现如海洋数据采集、离岸勘测与战术监测等水下系统无线信息传输的主要手段,但其性能受水声信道特性影响严重。为此,采用OPNET对水声通信网络节点模型与分层协议进行设计与实现,其特征包括基于CDMA的多用户检测以及RTS-CTS-DATA-ACK信道握手流程与网络分配向量(NAV)帧冲突处理机制等。同时建立并测试了一个包含1个主节点与5个传感器节点的水声通信网络,仿真结果表明主节点物理层采用多用户接收技术能够更好的克服冲突,减少数据包重发,从而获得更高水声通信网络的吞吐量,减少端对端传输延时与能量消耗。 展开更多
关键词 水声网络 水声通信 码分多址 多用户检测
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一种基于形态滤波的水声信号检测算法 被引量:10
8
作者 王晓庆 母诗源 +1 位作者 李晋 王志欣 《无线电工程》 2019年第7期611-616,共6页
针对水声目标检测中色噪声及近场强干扰导致目标检测概率下降的问题,通过分析实际水声信道特性和水声阵列接收信号的LOFAR谱特征,将导向最小方差波束合成(STMV)与形态学滤波技术相结合,提出一种基于数学形态学滤波的水声目标检测方法。... 针对水声目标检测中色噪声及近场强干扰导致目标检测概率下降的问题,通过分析实际水声信道特性和水声阵列接收信号的LOFAR谱特征,将导向最小方差波束合成(STMV)与形态学滤波技术相结合,提出一种基于数学形态学滤波的水声目标检测方法。在STMV之后,应用联合形态学滤波估计信号噪声基底,进行常规信号检测。海试数据处理结果表明,该算法能在复杂的噪声背景环境下实现对水下微弱目标的有效检测。 展开更多
关键词 水声信号 导向最小方差 目标检测 形态滤波
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中低频水下声信号的激光干涉法探测 被引量:10
9
作者 段海鹏 唐文彦 +1 位作者 刘丽华 张晓琳 《光电子.激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1189-1192,共4页
基于迈克尔逊干涉仪原理,提出了在非平静水面情况下探测中低频水下声信号的激光干涉方法。利用携带声波信息的散射光和参考光的干涉结果提取水下声信号的频率信息,并进行了理论分析和实验验证,结果表明,激光干涉法可以准确探测出中低频... 基于迈克尔逊干涉仪原理,提出了在非平静水面情况下探测中低频水下声信号的激光干涉方法。利用携带声波信息的散射光和参考光的干涉结果提取水下声信号的频率信息,并进行了理论分析和实验验证,结果表明,激光干涉法可以准确探测出中低频水下声信号的频率信息。 展开更多
关键词 水下声信号 水表面波 激光探测 干涉
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水声信道传输特性研究 被引量:7
10
作者 胡安平 高锐 张建春 《现代导航》 2013年第4期278-284,共7页
在海洋开发中,基于水声的应用系统得到越来越广泛的应用。本文对水声信号的传播速度、传播损失、海洋噪声、信号带宽、多径传播复、多普勒效应等方面的性能做了详细分析,明确了水声信号的传输特性,对于水声应用系统研发有参考作用。
关键词 水声导航 水声通信 水声探测 信道特性
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基于改进谱减算法的水声通信信号检测方法 被引量:8
11
作者 王大宇 王志欣 张光普 《应用科技》 CAS 2020年第3期69-73,共5页
针对水声信道环境噪声干扰严重,信号接收信噪比低,导致水声通信信号检测困难的问题,本文在传统双滑窗检测的基础上,提出基于改进谱减算法与双滑窗检测相结合的水声通信信号检测方法。借鉴语音信号增强思想,将接收的水声通信信号进行谱... 针对水声信道环境噪声干扰严重,信号接收信噪比低,导致水声通信信号检测困难的问题,本文在传统双滑窗检测的基础上,提出基于改进谱减算法与双滑窗检测相结合的水声通信信号检测方法。借鉴语音信号增强思想,将接收的水声通信信号进行谱减降噪处理,提高信号接收信噪比;结合双滑窗检测技术,实现负信噪比下水声通信信号的检测。仿真结果表明,在接收信噪比为-10 dB的情况下,仍可实现水声通信信号的正确检测。 展开更多
关键词 水声通信 信号检测 降噪 谱减 双滑窗 多窗谱 水声信道 海洋环境噪声
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航船噪声引起的低频海洋环境噪声级发展趋势 被引量:9
12
作者 石杰 张效民 +1 位作者 侯铁双 韩鹏 《鱼雷技术》 2010年第2期112-116,共5页
海试验洋环境噪声是影试验响所有水下声探测系统性能的主要干扰源,了解海洋环境噪声长期的发展规律对顺利开展水声探测,进行新的理论和方法的试验室论证具有重要的意义和价值。该文通过对大量文献的概括总结,给出了上个世纪50年代至今... 海试验洋环境噪声是影试验响所有水下声探测系统性能的主要干扰源,了解海洋环境噪声长期的发展规律对顺利开展水声探测,进行新的理论和方法的试验室论证具有重要的意义和价值。该文通过对大量文献的概括总结,给出了上个世纪50年代至今由于航船噪声引起的低频海洋环境噪声级变化过程,分析了海洋噪声的变化趋势及其造成这种变化的原因,认为远处航船噪声已被公认为产生低频海洋环境噪声的主要噪声源。本文的研究为系统地了解低频海洋环境噪声级的变化规律提供了参考。 展开更多
关键词 水下声探测 干扰源 海洋环境噪声级 低频
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激光干涉法探测水下声信号 被引量:9
13
作者 张晓琳 唐文彦 段海鹏 《大连海事大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期53-56,共4页
为实现在空中利用激光技术对水下目标进行探测的目的,提出一种从水面散射激光中获取水下声源信息的方法.利用携带声波信息的散射光和参考光的干涉现象来获取水表面声波的频率和幅度信息.采用该方法建立的实验装置可准确探测水下声信号,... 为实现在空中利用激光技术对水下目标进行探测的目的,提出一种从水面散射激光中获取水下声源信息的方法.利用携带声波信息的散射光和参考光的干涉现象来获取水表面声波的频率和幅度信息.采用该方法建立的实验装置可准确探测水下声信号,验证了理论和仿真程序的正确性以及该方法的可行性,为航空遥感水下目标提供一种技术途径. 展开更多
关键词 水下声信号 水表面波 激光探测 干涉 散射
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舰船尾流侧向声检测方法 被引量:8
14
作者 樊书宏 严冰 +1 位作者 刘昆仑 康文钰 《声学技术》 CSCD 2011年第6期474-479,共6页
舰船尾流声检测是水下航行体实现自动搜索、跟踪、攻击水面舰艇目标的最有效途径之一,当前工程应用和相关研究主要集中于从尾流下方实施的顶视声尾流检测方法。为了进一步研究水下航行体新型尾流检测技术,提高尾流自导性能及抗干扰能力... 舰船尾流声检测是水下航行体实现自动搜索、跟踪、攻击水面舰艇目标的最有效途径之一,当前工程应用和相关研究主要集中于从尾流下方实施的顶视声尾流检测方法。为了进一步研究水下航行体新型尾流检测技术,提高尾流自导性能及抗干扰能力,研究了舰船尾流的侧向声散射检测方法。分析了舰船尾流的几何特性和声特性,进行了实验室模拟尾流的气幕声散射特性研究,并对实际大型舰船目标的尾流进行了侧向声散射检测试验。试验结果表明,舰船尾流侧向声检测方法可以持续、有效检测到目标舰船的尾流,为水下航行体检测舰船尾流提供了新的可行途径。该方法为有效跟踪和精确打击水面舰艇目标等提供了重要基础,具有实际工程应用价值。 展开更多
关键词 水下航行体 舰船尾流 侧向声散射 尾流特性 尾流检测
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水下声学滑翔机实时探测通信系统及其近海试验
15
作者 田德艳 张小川 +2 位作者 张文清 孙芹东 王超 《水下无人系统学报》 2024年第1期18-24,共7页
针对水下声学滑翔机在执行水下观探测任务过程中,需等待当前剖面滑翔结束上浮至水面进行信息交互,无法实时回传数据信息的问题,文中提出一种水下声学滑翔机探测通信系统,利用水声通信技术将水下声学滑翔机探测到的数据信息发送给波浪滑... 针对水下声学滑翔机在执行水下观探测任务过程中,需等待当前剖面滑翔结束上浮至水面进行信息交互,无法实时回传数据信息的问题,文中提出一种水下声学滑翔机探测通信系统,利用水声通信技术将水下声学滑翔机探测到的数据信息发送给波浪滑翔器,其作为通信中继可将数据信息透明转发至岸基中心,从而实现近似实时的探测通信数据传输。文中介绍了水下声学滑翔机探测通信系统的结构组成和信息传输链路,着重介绍了水下声学滑翔机的探测通信青岛外海试验情况,并对试验数据进行处理分析。试验验证了水下声学滑翔机探测通信系统的正确性和可行性,为后续国内水下无人平台集群协作及编队组网应用提供参考。 展开更多
关键词 水下声学滑翔机 波浪滑翔器 水声通信 水下探测
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海洋水下声探测信号的分类与分析 被引量:7
16
作者 文洪涛 杨燕明 +2 位作者 周鸿涛 刘贞文 郑凌虹 《应用海洋学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期272-278,共7页
水下声探测是外国调查船和水下文物盗捞船进行非法调查和探测的主要技术手段,根据信号的主要声特征,对海洋水下声探测信号进行分类,分为宽带中、低频信号和窄带高频信号.在福建兴化湾海域采集了浅地层剖面仪信号、电火花声源信号、侧扫... 水下声探测是外国调查船和水下文物盗捞船进行非法调查和探测的主要技术手段,根据信号的主要声特征,对海洋水下声探测信号进行分类,分为宽带中、低频信号和窄带高频信号.在福建兴化湾海域采集了浅地层剖面仪信号、电火花声源信号、侧扫声纳信号和单频测深信号4种代表性的海洋水下声探测信号,根据声特征分析给出了对应的分类,其中:浅地层剖面仪信号为信号类型确定的中、低频信号;电火花声源信号为宽带脉冲中、低频信号;侧扫声纳信号和单频测深信号为窄带高频信号.通过对4种实测声探测数据的分析研究,给出了对应类型的海洋水下声探测信号的分析、提取方法,其中:信号类型确定的中低信号和窄带高频信号在初步的时、频分析基础上,可通过带通滤波提取;宽带脉冲中、低频信号在初步的时、频分析基础上,可尝试通过小波尺度相关滤波的方法提取.结合已知的水下声探测信号的主要声特征,实现对采集的海洋水下声探测信号的识别. 展开更多
关键词 海洋声学 水下声探测 信号 声特征 分类 识别 小波变换 尺度相关
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某水利枢纽消力池底板及海漫水下检测方法及工程应用
17
作者 许吉羊 杨光 +1 位作者 刘畅 耿梓涵 《水利水电工程设计》 2024年第2期45-47,共3页
随着水利枢纽的长期运行,大坝坝体、消能设施、隧洞、护岸等表观磨损问题将日趋严重,尤其是对消力池底板、海漫等消能设施而言,淘蚀、冲刷、淤积等问题时常存在,如果定期/不定期进行检测并采取相应的维修、维护措施,一旦问题严重,将会... 随着水利枢纽的长期运行,大坝坝体、消能设施、隧洞、护岸等表观磨损问题将日趋严重,尤其是对消力池底板、海漫等消能设施而言,淘蚀、冲刷、淤积等问题时常存在,如果定期/不定期进行检测并采取相应的维修、维护措施,一旦问题严重,将会影响水利工程的安全运行。以某水利枢纽消力池底板及海漫为研究对象,采用“初步探查—重点详查—问题判断—综合描述”的一体化检测思路,对消力池底板及海漫表面的混凝土缺陷及淤积情况展开研究。在具体实施过程中,充分利用声学探测技术“精度低但定位准确”及水下影像探测技术“精度高但定位精度差”的特点,将2种方法相结合并有效应用于消力池底板水下检测。实践证明,该技术思路及技术方法在消力池底板及海漫水下检测中取得很好的应用效果,值得在实践中进行推广。 展开更多
关键词 ROV搭载 水下检测 声学探测技术 水下影像探测技术
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水下目标信号的混沌检测研究 被引量:4
18
作者 李亚安 张效民 徐德民 《探测与控制学报》 CSCD 2000年第4期36-40,共5页
对基于混沌理论的水下目标信号的检测进行了研究。讨论了混沌背景下目标信号的检测方法与实现 ,提出了利用混沌模型进行局部预测的混沌检测新方法。通过对典型混沌系统的分析 ,验证了该方法的可行性。
关键词 混沌 水声信号 信号检测
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基于水下无人平台的多基地水声探测效能研究
19
作者 王兆弘 张晶晶 《舰船科学技术》 北大核心 2024年第15期130-134,共5页
目前水声探测技术具有无人化、智能化的发展趋势,但针对水下多无人平台的联合探测效能分析方法还不明确,本文针对此问题,在常规多基地声呐探测模型的基础上建立水下无人平台的多基地探测模型,提出水下无人平台的多基地水声探测效能分析... 目前水声探测技术具有无人化、智能化的发展趋势,但针对水下多无人平台的联合探测效能分析方法还不明确,本文针对此问题,在常规多基地声呐探测模型的基础上建立水下无人平台的多基地探测模型,提出水下无人平台的多基地水声探测效能分析方法,并在此基础上对水下无人平台的运动方式和运动轨迹进行优化与仿真分析。仿真结果表明,相比于常规无动力式多基地声呐探测,水下无人运动平台可通过优化设计多基地基阵的运动轨迹以提升探测效能,探测概率最高可提升约35%,可为水下无人探测平台的轨迹规划提供理论支撑。 展开更多
关键词 水声探测 水下无人平台 多基地 探测效能
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海底掩埋目标声探测与识别关键技术进展
20
作者 刘梦婷 于盛齐 +4 位作者 谢志敏 秦志亮 解闯 郑毅 赵吉祥 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期910-921,共12页
为了准确呈现海底掩埋目标声探测与识别研究存在的问题与技术难点,推动该领域相关技术的发展,本文主要从探测系统及信号处理技术两方面出发进行研究。首先分析了基于水声探测海底掩埋目标所面临的难点,介绍了国内外掩埋目标声探测与识... 为了准确呈现海底掩埋目标声探测与识别研究存在的问题与技术难点,推动该领域相关技术的发展,本文主要从探测系统及信号处理技术两方面出发进行研究。首先分析了基于水声探测海底掩埋目标所面临的难点,介绍了国内外掩埋目标声探测与识别系统,然后论述了抗混响、特征提取、目标检测和目标识别等关键技术环节的主要研究进展,最后总结了掩埋目标探测与识别面临的问题和挑战,并对未来发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 掩埋目标 探测系统 信号处理 水声探测 抗混响 特征提取 目标检测 目标识别
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