[发明专利]一种深海完整声道中的目标探测方法

权利要求书

1.一种深海完整声道中的目标探测方法，其特征是：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；

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，确定海面反射会聚区的位置；

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海面反射会聚区中，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。

2.根据权利要求1所述的一种深海完整声道中的目标探测方法，其特征是：所述步骤1具体为：

步骤1.1：利用射线简正波获得特定声速剖面下声线水平距离随深度的关系，针对深海典型声速剖面Munk剖面进行分析，通过下式表示Munk剖面的声速模型c(z)：

c(z)＝c₀{1+ε[e^-η-(1-η)]}

η＝2(z-z₀)/B

其中，η为Munk声速剖面常数，z为深度，z₀为声道轴的深度，B为波导宽度，c₀为声速极小值，ε为偏离极小值的量级；

步骤1.2：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。

3.根据权利要求2所述的一种深海完整声道中的目标探测方法，其特征是：对于Munk剖面的声速模型，参数为：B＝1000m，z₀＝1000m，c₀＝1500m/s，ε＝0.57×10^-2。

4.根据权利要求2所述的一种深海完整声道中的目标探测方法，其特征是：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。

5.根据权利要求1所述的一种深海完整声道中的目标探测方法，其特征是：所述步骤2具体为：由不同初始角发出的声线，在同一深度的水平距离是先减小后增大的，始终存在某一个初始角使得水平距离达到极小值，在上层海洋环境反转点和下层海洋环境反转点之间形成焦散线，对于某一深度，选取声线水平距离的极小值即为焦散线的位置，根据声线的水平距离，求出声线极小值位置的点，通过下式表示声线极小值位置的点：

声线极小值位置的点即为焦散线所在位置，由于完整声道中大深度的会聚区为海面反射声线所形成的的海面反射会聚区，因此确定了海面反射型声线所形成的焦散线位置即确定了海面反射会聚区的位置。

6.根据权利要求1所述的一种深海完整声道中的目标探测方法，其特征是：所述步骤3具体为：选取N个水听器组成多元垂直接收阵，水听器成直线排列，轴线重合，其中N为整数，且N≥8，将多元垂直接收阵放置在海面反射会聚区中，并在深度方向上布放，使得多元垂直接收阵利用海面反射会聚区在远距离处有高会聚增益的特性，从而对远距离的目标进行探测，得到探测信号。