基于浅海负跃层波导中声场仰角的目标深度分类方法

本发明涉及目标深度分类方法。

背景技术：

1、负跃层波导是典型的浅海夏季波导，分析浅海负跃层波导中的声场仰角特性对目标探测及定位具有重要意义。在夏季，受太阳辐射和海表面风吹的影响，浅海声速剖面整体可分成三层，其中，上层、下层声速几乎不随深度变化，中间层因海水温度下降剧烈出现负跃层，具有这种特征的波导称为负跃层波导。根据波束位移射线简正波理论，负跃层波导同时存在反射类、折射类简正波，且负跃层波导的声传播特性受收发深度影响。

2、由于简正波本征函数的分布与深度有关，而垂直阵能采集声场在深度方向的变化情况，因此，模态仰角结构可以反映声场传播规律。然而，海水中的声速是影响声传播的重要因素，基于等声速或近似等速波导构建的模态仰角结构模型不适用于浅海负跃层波导。因此如何在浅海负跃层波导条件下基于声场仰角进行目标深度分类是难点问题。

技术实现思路

1、本发明为了解决浅海负跃层波导中的目标深度分类问题，而提出基于浅海负跃层波导中声场仰角的目标深度分类方法。

2、基于浅海负跃层波导中声场仰角的目标深度分类方法方法具体过程为：

3、步骤1：获取垂直阵接收信号，对接收信号作波束形成，获得波束形成结果；

4、步骤2：构建浅海负跃层波导中的模态仰角结构模型；

5、步骤3：根据步骤2模态仰角结构模型中的本征函数空间谱公式，获得本征函数空间谱峰值位置；

6、步骤4：根据步骤1中的波束形成结果求声场仰角；

7、基于步骤3获得的本征函数空间谱峰值位置和声场仰角分类水面或水下目标。

8、本发明的有益效果为：

9、本发明获取垂直阵接收信号，对接收信号作波束形成，获得波束形成结果；本发明构建了浅海负跃层波导中的模态仰角结构模型；根据模态仰角结构模型中的本征函数空间谱公式，获得本征函数空间谱峰值位置；根据波束形成结果求声场仰角；基于获得的本征函数空间谱峰值位置和声场仰角分类水面或水下目标。本发明实现目标深度分类，方法简单，目标深度分类技术的正确率高于90％。

技术特征：

1.基于浅海负跃层波导中声场仰角的目标深度分类方法，其特征在于：所述方法具体过程为：

2.根据权利要求1所述的基于浅海负跃层波导中声场仰角的目标深度分类方法，其特征在于：所述步骤1中获取垂直阵接收信号，对接收信号作波束形成，获得波束形成结果；具体过程为：

3.根据权利要求2所述的基于浅海负跃层波导中声场仰角的目标深度分类方法，其特征在于：所述步骤1.2中对接收信号y(z,t)作波束形成，得到以阵列扫描角δ和频率f为自变量的函数；表达式为：

4.根据权利要求3所述的基于浅海负跃层波导中声场仰角的目标深度分类方法，其特征在于：所述步骤2中构建浅海负跃层波导中的模态仰角结构模型；具体过程为：

5.根据权利要求4所述的基于浅海负跃层波导中声场仰角的目标深度分类方法，其特征在于：所述中间变量qm(z0+nδz)表达式为：

6.根据权利要求5所述的基于浅海负跃层波导中声场仰角的目标深度分类方法，其特征在于：所述步骤3中根据步骤2模态仰角结构模型中的本征函数空间谱公式，获得本征函数空间谱峰值位置；具体过程为：

7.根据权利要求6所述的基于浅海负跃层波导中声场仰角的目标深度分类方法，其特征在于：所述步骤4中根据步骤1中的波束形成结果求声场仰角；基于步骤3获得的本征函数空间谱峰值位置和声场仰角分类水面或水下目标；具体过程为：

技术总结
基于浅海负跃层波导中声场仰角的目标深度分类方法，本发明涉及目标深度分类方法。本发明为了解决浅海负跃层波导中的目标深度分类问题，而提出基于浅海负跃层波导中声场仰角的目标深度分类方法。过程为：步骤1：获取垂直阵接收信号，对接收信号作波束形成，获得波束形成结果；步骤2：构建浅海负跃层波导中的模态仰角结构模型；步骤3：根据步骤2模态仰角结构模型中的本征函数空间谱公式，获得本征函数空间谱峰值位置；步骤4：根据步骤1中的波束形成结果求声场仰角；基于步骤3获得的本征函数空间谱峰值位置和声场仰角分类水面或水下目标。本发明用于水声目标定位领域。

技术研发人员：付进,苗艺馨,邹男,张光普,邱龙皓,张文琪,董文峰,余泥,梁国龙,齐滨
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10