[发明专利]一种复杂海洋环境中的三维声场快速预报方法及系统

权利要求书

1.一种复杂海洋环境中的三维声场快速预报方法，所述方法包括：

根据设定的区域范围、采样距离向量和采样方位向量从海深环境数据库中提取方位-距离极坐标下海深数据矩阵；

根据海深数据矩阵，提取各方位海深变化引起的归一化起伏差异系数特征向量；

将归一化起伏差异系数特征向量与预先设定的判决门限进行比较，得到自适应方位划分标志向量；

根据自适应方位划分标志向量和采样方位向量，生成自适应划分方位向量；

根据自适应划分方位向量，得到各方位下并行计算的N×2D三维声场快速预报结果；

根据N×2D三维声场快速预报结果，按采样方位向量进行方位维的临近插值细化处理，得到基于环境分析自适应划分的三维声场快速预报结果。

2.根据权利要求1所述的复杂海洋环境中的三维声场快速预报方法，其特征在于，所述根据设定的区域范围、采样距离向量和采样方位向量从海深环境数据库中提取方位-距离极坐标下海深数据矩阵；具体包括：

以中心坐标经纬度为[Lon0,Lat0]，单位为度，水平距离半径为R，单位为km的圆形区域范围，对海深环境数据库进行查询，并通过插值方式提取方位-距离极坐标下海深数据矩阵Bathy；

所述海深数据矩阵Bathy的行对应距离维坐标下海深，采样距离向量为r_Sample＝0:dr:R，其中，dr为水平距离采样间隔，单位km，Bathy的总行数为的整数部分；所述海深数据矩阵Bathy的列对应方位维坐标下海深，采样方位向量为θ_Sample＝0:dθ:(360-dθ)，其中，dθ为方位角度采样间隔，单位为度，Bathy的总列数为的整数部分。

3.根据权利要求2所述的复杂海洋环境中的三维声场快速预报方法，其特征在于，所述根据海深数据矩阵，提取各方位海深变化引起的归一化起伏差异系数特征向量；具体包括：

设置特征向量α长度与Bathy的总列数相等，初始化为全0；

根据获取的海深数据矩阵Bathy，提取第j列向量上的数据，作为第j个方位随水平距离变化下的海深向量H_j，然后对H_j起伏程度进行定量分析，通过H_j的方差与均值的比值，得到第j个方位的归一化起伏差异系数α_j；

进而得到各方位海底地形变化引起的归一化起伏差异系数特征向量α，α_j为特征向量α的第j个值，其中，j为整数，

4.根据权利要求3所述的复杂海洋环境中的三维声场快速预报方法，其特征在于，所述将归一化起伏差异系数特征向量与预先设定的判决门限进行比较，得到自适应方位划分标志向量；具体包括：

根据提取的归一化起伏差异系数特征向量α与预先设定的判决门限β，得到自适应方位划分标志向量Flag；

设置标志向量Flag长度与归一化起伏差异系数特征向量α的长度相等，初始化为全0；

对α的第j个值α_j与预先设定的判决门限β进行比较：当α_j≥β时，自适应方位划分标志向量Flag对应的第j个值flag_j＝1，用于表示第j个方位所在方向扇面以dθ进行细角度间隔的方位划分；当α_j＜β时，flag_j＝0，用于表示第j个方位所在方向扇面以n×dθ进行粗角度间隔的方位划分，其中j为整数，n为整数，n≥2。