基于神经网络的海面噪声预测算法.pdf

《基于神经网络的海面噪声预测算法.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第37卷第2期舰船科学技术Vo1．37，No．22015年2月SHIPSCIENCEANDTECHNOL0GYFeb．，2015基于神经网络的海面噪声预测算法陶荣，詹锋。(1．广西工商职业技术学院，广西南宁530008；2．广西大学，广西南宁530004)摘要：海面噪声是整个海洋噪声研究领域的重要组成部分，准确预测海面噪声对于船舶探测系统及水声系统性能至关重要。本文对影响海面噪声的信号源特性进行分析，通过统计学方法对噪声源的分布情况及噪声传播条件进行研究，分析传播中的射线原理对噪声的影响。最后利用神经网络算法对简正波模型进行改进，研究小角度范围内噪声场

2、的密度函数，并发散至大广角范围，得到海面噪声以及噪声信道的统计特性函数，并进行了实验。关键词：神经网络；简正波；海面噪声中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1672—7649(2015)02—0172—04doi：10．3404／j．issn．1672—7649．2015．02．038ResearchontheoceanambientnoisepredictionbasedonneuralnetTAORong，ZHANFeng(1．GuangxiVocationalCollegeofTechnologyandBusiness，Nanning5

3、30008，China；2．GuangxiUniversity，Nanning530004，China)Abstract：Seasurfacenoiseisanimportantpartofthewholeoceannoisefield，italsoimportanttotheperformanceofshipdetectionsystemandunderwateracousticsystem．Thepaperstudythepropagationofnoisethroughthestatisticalmethod，alsostudythenormal

4、—modeformulaofthedirectionaldensityfunctionsuitablemode1．Atlast，thenormal—modetheoryofsurface—generatednoiseisdevelopedbasedonneuralnet．Keywords：neuralnet；normal·model；seasurfacenoise过多年的实验测量表明，海面噪声统计特性往往是0引言深海噪声特性的Wenz曲线，所以海面噪声是整个随着海洋开发的持续深入，船舶及探测系统已海洋噪声研究的基础。越来越向纵深发展。海底探测现行主要技

5、术是声呐本文在分析海面噪声简正波模型以及射线理论探测，但是海洋环境噪声对声呐探测会造成一定干的基础上，利用神经网络算法对小角度范围内噪声扰，所以对海洋噪声的研究成为海洋探测领域中很场进行研究，得到其密度函数，同时计算获得了海重要的课题，在对目标物进行探测定位时，首先需面噪声空间及强度的算术表达式。要了解目标物周围的噪声场统计特性。1海面噪声数学模型分析现在已发展了多种海洋噪声预测模式对噪声的特性进行预测，如简正波模型、射线模型以及波束1．1海面噪声的射线理论模型积分模型，这些模型都是基于噪声独立分布于海面假设海面噪声源在海面均匀分布，并且所有噪上，并且

6、没有考虑海水的折射反射影响。同时，经声源信号发射向下，如图1所示。收稿日期：2014—06—20；修回日期：2014—07—18作者简介：陶荣(1981一)，女，硕士，讲师，主要研究方向为计算机技术。第2期陶荣，等：基于神经网络的海面噪声预测算法·173·O图3噪声源离海面深度为=，信号接收器在(r，z)处的噪声场表达式为：(r，)=』S(r)g(r，r，，。)d2r。(3)J式中：S为噪声源的统计量；(r，r，z，z)为格林表图1海面噪声模型达式。Fig．1Theseasurfacenoisemodel2基于简正波模型的实验数据分析图1假设噪声源信号

7、以倾斜角度a角度向水下2．1数据实验辐射，则其声压指向为：本实验在东海海域测试了大量海面噪声数据：D(口o，)：=1{0，<0；’(1)假设相邻噪声源信号经过相同信道的时序信号为【Ey(a)，a>0。(t)，：(t)，按间隔△对信号截取，截取后分为n式中：a为噪声源与海平面的角度；(／2)=1；E为段，对其进行傅里叶变换，变换后的信号记为：噪声统计平均值。射线理论模型有如下假设：()=[∑k-～+]，(=1，2，⋯，；：1，2，⋯，M)。(4)1)假设噪声源在海面均匀分布，数量为Ⅳ，为了弱化海面噪声源随机统计特性及冲激函数6=Ⅳ(E)为噪声源垂直于海面

8、的噪声强度。对最后结果的影响，对n时间段归一化取均值，算2)假设海面至海底为分层信道，声音在海