[发明专利]一种深海不完整声道中的目标探测方法

说明书

本发明是一种深海不完整声道中的目标探测方法。本发明涉及海底不完整声道水声探测技术领域，本发明基于射线简正波，获得特定声速剖面下声线水平距离与深度的关系，海洋环境为不完整声道，即海底声速小于海面声速；根据确定的声线水平距离与深度的关系，获取声线极小值位置的点，确定下反转点会聚区的位置；选取多个水听器组成多元垂直接收阵，将多元垂直接收阵布放置在下反转点会聚区中，对远距离目标进行探测，得到探测信号；根据对远距离目标探测得到的探测信号，确定是否存在探测目标。本发明利用下反转点会聚区在不完整声道下进行大深度布阵从而实现对目标的探测。

技术领域

本发明涉及海底不完整声道水声探测技术领域，是一种深海不完整声道中的目标探测方法。

背景技术

深海会聚区对于深海远程声传播有着重要的意义，许多学者都对其进行过研究。当声源位于海面附近时，在海面附近会形成声强很高的焦散线和会聚区。所谓焦散线指的是临近声线交聚点所形成的的包络线，会聚区指的是海面附近形成的高声强焦散区域。

目前深海中在大深度布放水听器进行探测的途径有可靠声路径，但是可靠声路径要求接收器布放在临界深度以下，即要求在完整声道的情况下。对于在不完整声道的情况下大深度布放水听器进行探测的方法还未进行研究。

发明内容

本发明为了针对可靠声路径无法应用于不完整声道的情况，提出了应用下反转点会聚区来进行深海大深度布放水听器探测目标，本发明提供了以下技术方案：

一种深海不完整声道中的目标探测方法，包括以下步骤：

步骤1：基于射线简正波，获得特定声速剖面下声线水平距离与深度的关系，海洋环境为不完整声道，即海底声速小于海面声速；确定在深度为z处，位于第j个会聚区中声线的水平距离，通过下式表示所述水平距离R_j(z)：

R_j(z)＝2(j-1)(L_u+L_b)+x(z)

其中，z_ru和z_rb分别为声线在上层海洋环境和下层海洋环境中的反转深度，L_u表示声线由上层海洋环境的反转深度到声道轴处所经历的水平距离，L_b表示声线由声道轴处到下层海洋环境的反转深度所经历的水平距离，ΔL表示由于声源深度z_s和上层海洋环境的反转深度z_ru的位置差异所产生的声线水平距离的补偿值，对于负角度出射的声线，即声线从声源向上发出，ΔL取正值；对于正角度出射的声线，即声线从声源向下发出，ΔL取负值；

步骤2：根据确定的声线水平距离与深度的关系，获取声线极小值位置的点，确定下反转点会聚区的位置；

步骤3：选取多个水听器组成多元垂直接收阵，将多元垂直接收阵布放置在下反转点会聚区中，对远距离目标进行探测，得到探测信号；

步骤4：根据对远距离目标探测得到的探测信号，确定是否存在探测目标。

优选地，海面声速为1544m/s，海底声速1533m/s，声道轴位于1100m，为典型的深海不完整声道。

优选地，当声线在海面处发生反射的时候z_ru＝z₀，当声线在海底处发生反射的时候z_rb＝z_b。