恭喜中国科学院声学研究所戚聿波获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国科学院声学研究所申请的专利一种基于深海多途聚焦的水下声源检测定位方法及装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN118859114B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-04-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411119049.9,技术领域涉及:G01S5/22;该发明授权一种基于深海多途聚焦的水下声源检测定位方法及装置是由戚聿波;周蕾;周士弘;刘昌鹏;张洪晨设计研发完成,并于2024-08-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于深海多途聚焦的水下声源检测定位方法及装置在说明书摘要公布了:本发明涉及水声工程技术领域,公开了一种基于深海多途聚焦的水下声源检测定位方法及装置。方法包括:利用空间功率谱估计方法计算目标声源辐射的声压信号在设定频率范围内不同频点的不同方位角度下的波束输出声场;针对任一频点,对该频点在两个不同方位角度下的波束输出声场按照不同的假设到达时延进行相位补偿相加得到聚焦结果;对多个频点的多途声场聚焦结果相加获得宽带多途三维声场聚焦结果;将宽带聚焦结果最大值对应的两个角度和到达时延与不同假设目标距离和深度下的模板值比较,确定目标声源距离和深度的估计值。实现了对深海多途路径信号的相干叠加检测,提高了多途环境下对水下弱声源的检测定位能力。
本发明授权一种基于深海多途聚焦的水下声源检测定位方法及装置在权利要求书中公布了:1.一种基于深海多途聚焦的水下声源检测定位方法,包括:步骤1:利用空间功率谱估计方法计算目标声源辐射的声压信号在设定频率范围内不同频点的不同方位角度下的波束输出声场,其中,声压信号是布放在深海的多个同步垂直阵元采集的;步骤2:针对任一频点,对该频点在两个不同方位角度下的波束输出声场按照不同的假设到达时延进行相位补偿相加,得到该频点处两个路径声场聚焦结果;步骤3:对多个频点的多途声场聚焦结果相加,获得宽带多途三维声场聚焦结果,将宽带多途三维声场聚焦结果最大值对应的两个角度和到达时延作为目标声源角度和到达时延的估计值;步骤4:将目标声源角度和到达时延的估计值与不同假设目标距离和深度下的模板值比较,利用比较结果确定目标声源距离和深度的估计值;步骤1包括:利用以下公式计算在频点fl、方位角θk处的波束输出声场B0θk,fl:B0θk,fl=Aθk,flXfl其中,Aθk,fl为获得波束输出声场时使用的导向矢量,方位角θk从0至180°角度范围内每隔设定角度取一个值,Xfl为垂直阵接收的目标声源辐射信号在频点fl处的频谱向量,l=1,2,...,L,l为频率索引,L为频率索引的最大值;步骤2包括:针对任一频点fl,利用以下公式对该频点下两个不同方位角度和下的波束输出声场和按照不同的假设到达时延τn进行相位补偿相加,得到该频点处两个路径声场聚焦结果 其中,为方位角度分别为和的两个路径海底海面反射系数比值,为方位角度分别为和的两个路径的假设到达时延搜索值,到达时延每隔设定秒数取一个值,n为到达时延索引;步骤3包括:利用以下公式对多个频点的多途声场聚焦结果相加,获得宽带多途三维声场聚焦结果 步骤4包括:将目标声源角度和到达时延的估计值与不同假设目标距离和深度下的模板值比较,利用下面公式定义目标声源距离和目标声源深度的估计代价函数Crs,zs,将代价函数最大值对应的距离和深度作为声源目标距离和深度的估计值: 其中,和分别为假设声源距离为rs、声源深度为zs时对声场起主要贡献的两个路径的角度及两者的到达时延模版值,Δθk为角度搜索间隔,Δτn为到达时延搜索间隔,为到达时延的估计值,和为目标声源角度的估计值。
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