[发明专利]一种基于非均匀稀疏采样的有效声速表构造方法

权利要求书

1.一种基于非均匀稀疏采样的有效声速表构造方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：采集作业海域的声速剖面数据；

步骤二：初始化参数，所述参数包括声源位置、所述作业海域的采样空间范围、声速采样率以及声源的初始掠射角；

步骤三：设定接收点的深度和水平位置，并对所述声速剖面数据进行分层量化；根据声线跟踪法并结合所述分层量化后的声速剖面数据对所述声源出射的声线进行追踪，求取所述声线的有效声速；

步骤四：重复所述步骤三，直至求得所述作业海域的采样空间范围内的所有位置的有效声速，并根据所述有效声速构成密集有效声速表；

步骤五：分别求取所述密集有效声速表平均梯度，并根据所述密集声速表的平均梯度变化规律和所述声速采样率对所述密集有效声速表进行稀疏采样，构成稀疏有效声速表；

步骤六：通过多项式拟合重构所述稀疏有效声速表，并求取重构后的稀疏有效声速表与所述密集有效声速表的均方差值；

步骤七：设置所述重构后的稀疏有效声速表与所述密集声速表的门限值，并判断所述均方差值是否小于或等于所述门限值，是则将所述重构后的稀疏有效声速表作为最终有效声速表。

2.根据权利要求1所述的有效声速表构造方法，其特征在于，所述声速剖面数据是在作业前通过声速剖面仪测得的。

3.根据权利要求1所述的有效声速表构造方法，其特征在于，所述密集有效声速表的平均梯度包括水平方向的平均梯度和垂直方向的平均梯度。

4.根据权利要求1所述的有效声速表构造方法，其特征在于，所述步骤三中的声线跟踪法建立在分层假设的前提下，包括在所述作业海域的垂直方向上将海水分为至少两层，假设所述声线在每一层海水中的声速是均匀变化的，并逐层求解所述声线的传播时间和传播距离，最终累加求得所述声线在所述声源和所述接收点之间的传播时间和所述声源和所述接收点的几何距离。

5.根据权利要求1所述的有效声速表构造方法，其特征在于，所述有效声速为所述声源和所述接收点的几何距离与所述声线在所述声源和所述接收点之间的传播时间的比值。

6.根据权利要求1所述的有效声速表构造方法，其特征在于，所述步骤三还包括：当所述声线抵达所述接收点的深度时，判断所述声线的水平位置是否等于所述接收点的水平位置，是则求取此时声线位置的有效声速，若所述声线的水平位置不等于所述接收点的水平位置，则改变所述声源的初始掠射角并重新对所述声源出射声线进行追踪。

7.根据权利要求1所述的有效声速表构造方法，其特征在于，所述声源采样率还根据作业系统的承受能力决定的，所述作业系统的承受能力包括所述作业系统的存储空间以及运算速度。

8.根据权利要求1所述的有效声速表构造方法，其特征在于，所述步骤五中对所述密集有效声速表进行稀疏采样包括根据所述平均梯度的变化规律将所述密集有效声速表中的有效声速分为至少两段，并调整所述声速采样率以根据不同的声速采样率对每一段有效声速进行采样，所述每一段有效声速的声速采样率的比值等于平均梯度的比值。

9.根据权利要求1所述的有效声速表构造方法，其特征在于，在所述步骤七中，若所述均方差值大于所述门限值，则调整所述声速采样率并重复所述步骤五和步骤六；且所述门限值根据作业系统要求的声速精度进行设置，所述门限值小于所述作业系统要求的最小声速精度。