[发明专利]一种非均匀海水的垂直信道链路分层方法

权利要求书

1.一种非均匀海水的垂直信道链路分层方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)获取海水垂直方向上的叶绿素浓度或者海水中的吸收、散射光谱，视该垂直方向上垂直链路上的海水为非均匀介质，该链路不限制通信方向即上行或下行通信方向、不限制信道链路形式即垂直或斜程链路形式、不限制通信距离、不限制通信平台；

2)基于标准a)或标准b)得到非均匀海水的光衰减垂直分布特性；

标准a)：处理数据为垂直方向上的叶绿素浓度，则基于叶绿素浓度的垂直分布，建立叶绿素单参数衰减模型，得到光谱漫射衰减系数的垂直分布；

标准b)：处理数据为吸收、散射光谱，则基于海水中纯水、黄腐酸、腐殖酸和叶绿素的吸收光谱以及海水中纯水、大小颗粒物的散射光谱，得到海水垂直方向上的总衰减，即吸收光谱与散射光谱之和；

3)根据海水中垂直链路的衰减情况对信道链路进行非均匀分层。

2.根据权利要求1所述的非均匀海水的垂直信道链路分层方法，其特征在于，所述标准a)包括如下步骤：

a-1)获取海水垂直方向上的叶绿素浓度Chl(单位为mg/m^-3)；

a-2)将叶绿素浓度Chl转化为相对应的漫射衰减系数K_d：

K_d＝0.04454+0.04829×(Chl)^0.67224

a-3)根据海水的吸收、散射系数(单位为m^-1)与漫射衰减系数K_d的关系，计算吸收系数a和散射系数b：

a＝0.75K_d，b＝K_d

a-4)总衰减系数c则为吸收、散射系数之和：

c＝a+b

＝0.078+0.0845(Chl)^0.67224。

3.根据权利要求1所述的非均匀海水的垂直信道链路分层方法，其特征在于，所述标准b)包括如下步骤：

b-1)海水吸收光谱a(λ)如下式所示：

式中λ为波长，400～700nm；a_w表示纯水的吸收光谱，表示黄腐酸的吸收光谱，表示腐殖酸的吸收光谱，表示叶绿素的吸收光谱，且A(λ)和B(λ)是经验常数，a_w和单位为m^-1；k_h和k_f为两种黄腐酸的指数系数，其中k_h＝0.0189nm^-1，k_f＝0.01105nm^-1；为海水表层叶绿素浓度，单位mg/m³；C_h为黄腐酸浓度，C_f为腐殖酸浓度，C_chl为叶绿素浓度，单位mg/m³，且有如下关系：

C_h＝1.174098C_chlexp(0.12327C_chl)

C_f＝0.19334C_fexp(0.12343C_f)；

b-2)海水的散射光谱表示为：

式中b_w(λ)为纯水的散射光谱，单位m^-1；C_b为小颗粒的浓度，单位g/m³；为散射光谱，单位m²/g；C_s为大颗粒的浓度，为散射光谱；纯水的散射系数光谱表达式：

b_w(λ)＝0.005826×(400/λ)^4.322

大颗粒和小颗粒的散射光谱及浓度关系式如下：

C_b＝0.01739C_chlexp(0.1163C_chl)，C_s＝0.76284C_chlexp(0.03092C_chl)；

b-3)得到吸收光谱a(λ)和散射光谱b(λ)后，根据c(λ)＝a(λ)+b(λ)得到海水垂直方向上的总衰减：

4.根据权利要求1所述的非均匀海水的垂直信道链路分层方法，其特征在于，步骤3)中，根据衰减系数在垂直方向上的变化情况进行非均匀分层，对于I类海水c＞0.05m^-1、II类海水c＞0.10m^-1或III类海水c＞0.15m^-1，即衰减系数较大且变化剧烈范围内多分层；I类海水c≤0.05m^-1、II类海水c≤0.10m^-1或III类海水c≤0.15m^-1，即衰减系数较小且变化平缓范围内少分层；各分层的吸收、散射、衰减系数都是在该分层的深度范围内的对应系数的平均值。