模基海底地声参数估计方法研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文模基海底地声参数估计方法研究硕士研究生：何孟飞指导教师：张海刚副教授学科、专业：水声工程论文主审人：蓝宇研究员哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文模基海底地声参数估计方法研究硕士研究生：何孟飞指导教师：张海刚副教授学位级别：理学硕士学科、专业：水声工程所在单位：水声工程学院论文提交日期：2018年3月9日论文答辩日期：2018年3月10日学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADisserta

2、tionfortheDegreeofM.EngResearchontheestimationmethodofmodelbasedbottomgeoacousticparametersCandidate:HeMengfeiSupervisor:Prof.ZhangHaigangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:UnderwaterAcousticengineeringDateofSubmission:Mar.9,2018DateofO

3、ralExamination:Mar.10,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日

4、哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12

5、个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要海底地声参数是影响海洋中声传播的重要因素，地声参数不确定或不准确时，影响声传播的预报结果，进而影响基于声传播模型的水中目标定位性能。地声参数的获取是浅海声学研究的一项重要内容，地声参数获取研究在军事和民用上具有重大意义。地声参数的获取有两大类方法，一类是海底采样法和原位测量，一类是基于物理模型的声学参数反演。由于海洋环境的时变性与复杂性，地声参数反演省时省力而且保护环境，并可获取大范围的海底声学

6、参数，利用声传播特性进行地声参数反演是水声界的主流方法。针对地声参数获取问题，本文使用以声传播模型和信号处理相结合的模基信号处理理论为基础，通过构建状态方程与测量方程，结合粒子滤波算法，使用带权值粒子的分布来表示参数的后验概率分布，不断地迭代实现参数的追踪，将参数反演问题转换为参数追踪问题或求目标状态的问题，选择后验概率最大的状态当作目标状态。本文在粒子滤波算法、声传播理论和海洋环境模型理论基础上，确定地声反演参数，选取声压作为观测量，并引入粒子群对粒子滤波进行优化，建立了基于声压概率模型的海底声学参数反

7、演方法，粒子群优化后的粒子滤波降低了粒子数从而节约时间，且提高了反演精度。本文开展了粒子滤波用于地声参数反演的仿真分析，证明了反演方法的可行性。利用海上实验中垂直水听器阵上接收的定深爆炸源产生的信号，进行了基于宽带声源地声参数反演实验数据处理，得到了实验海区的海底地声参数。关键词：模基；地声参数反演；粒子滤波；宽带ABSTRACTBottomgeoacousticparametersisanimportantfactoraffectingthesoundpropagationintheocean,geoa

8、cousticuncertainorinaccurate,affectpredictionresultsofsoundpropagation,therebyaffectingtheperformanceofunderwatertargetpositioningbasedonsoundpropagationmodel.Toobtaingeoacousticparametersisanimportantcontentofshall