低频海洋环境噪声采集系统的设计与实现

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1、哈尔滨工程大学硕士学位论文低频海洋环境噪声采集系统的设计与实现姓名：吴岩申请学位级别：硕士专业：水声工程指导教师：张殿伦20110321 低频海洋环境噪声采集系统的设计与实现摘要海洋环境噪声是海洋的一个重要声学特征。海洋环境噪声的研究与应用已经得到人们的广泛关注和重视。随着现代军事的需求和海洋事业的需要，海洋环境噪声的研究和应用的发展势头必将更加迅速，为更好的了解海洋信息，就需要采集海洋环境噪声数据。本文设计并实现了海洋环境噪声采集系统，该系统通过潜标的方式进行布放，多套潜标同时工作时，采用同步工作模式，可以实现空间多点声场的同步采集。利用矢量水听器拾取声场中的声压和振速信号

2、，输出信号经过预处理后进行采样，得到的数据可在潜标中自容式存储。论文首先给出了在海洋环境下工作的采集系统的总体方案。其次，针对潜标的工作�������凸�腄�����������卡为主存储介质，根据技术指标设计并绘制电路原理图及制作电路板。论文第三章给出了海洋环境噪声采集系统的软件开发流程，并设计了���������数据。论文最后分析了系统的性能及海上试验情况。海上试验的结果证明海洋环境噪声采集系统工作稳定可靠，能准确拾取海洋环境噪声，可应用于海洋开发领域中。 ����������������������������������������������������������

3、���瑆�������猵����������瓵�������．���������������������������������������甌�������������������������琣��������������������，���������������������������籉�� ��论文的背景及意义二十一世纪是海洋的世纪，人类将从海洋中获取越来越多的能源、食物、矿产，从浩瀚的海洋中探索地球生命的起源。我国是海洋大国，拥有�万公里的海岸线，�万利用海洋资源，是影响我国经济建设持续、稳定增长的一个重要因素。随着现代军事的需求和海洋事业的需要，海洋环境噪声的研究与

4、应用已经得到越来越多的人的关注和重视。在军事领域中，海洋环境噪声的研究被应用到潜艇战及反潜作战中，在民用上，海洋环境噪声的研究已经成为海洋开发、海洋探测的重要手段。构建海洋环境噪声采集系统有很强的现实意义。首先，可以把海洋环境噪声看作是水声信道中的干扰背景场，不论是主动声纳设备还是被动声纳设备，其性能都不可避免的受到海洋环境噪声的限制。因此，研究海洋环境噪声对声纳性能评估、水声探测设备的研究都具有重要的指导意义。其次，海洋环境噪声中包含着丰富的海洋信息，由噪声数据可以反演出海面风速、海底地幔构造过程、海区的水文、生物等信息。由此可见，海洋环境噪声的研究对海洋探索和开发有重要意

5、义�。��海洋环境噪声测量研究现状南挪威海环境噪声测量试验��年初，海军研究办公室历经四年时间在南挪威海域测量记录了海洋环境噪声。���猼�������鞣胖迷����畲�捌。印度洋环境噪声测量试验 ��年，在印度洋的西北部地区进行了历时四个月的环境噪声测量试验。试验对波盆地、阿拉伯盆地五个测量点进行测量。声传感器系统、几个浮标以及许多海洋学、声学的环境探测针。水听器上读取。垂直数据仓�������������的压力容器、一个带有十三个水听器的垂直阵以及用来悬挂整个阵的水下漂浮物、间歇性工作，则可工作几个月。��阵由包含�个水听器组的活动部分和一个长��的拖拽阵构成，其中�个水

6、听器组在余弦空间下呈均匀分布，且每一个水听器组都是由�个水听器组成。�馎由�个均匀分布的阵元组成，在相同深度的情况下，通过判断两个测量点的噪声级高低得到海洋环境噪声的水平指向性，通过观察噪声级是试验数据表明：在��到���钠刀畏段�冢�饬康�的无指向性噪声级最高，段，所有测量点的噪声随风速和海况变化而变化纠。·阿拉斯加海湾环境噪声测量试验��年�至�月，在阿拉斯加东南部的偏僻海湾进行了海洋环境噪声测量试验。�������旧杓平ㄔ斓腁������镜也被放置于在顶端，准确的告知航船它的位置以方便回收。浮标置于水下��英尺处。分析采集的数据得出：当风速达到�谑保���处测得的环境噪

7、声级低于适用在曲线接近，此时风速每增加�诨肪吃肷�毒驮黾��，而努森曲线则是风速每增��节环境噪声级相应增加��旱狈缢俑哂��谑保�饬康幕肪吃肷�逗团���呦嗥ヅ銱。·加拿大浅海环境噪声测量试验为加深加拿大东部浅海海域的环境噪声的时间、空间变化性的了解，于��年�月至��年�月，历时一年，在此海域进行了海洋环境噪声测量试验。试验选用四种声 图����浮标工作配置结构图表��四种声学传感器����＆��������������钩傻�、�����糜谕２吹闹饕I璞�以及一个包括�个阵元的垂直阵和�个阵元的水平