基于深海聲影區(qū)海底反射損失的地聲參數(shù)反演方法

徐麗亞，楊坤德

(1. 西北工業(yè)大學(xué)航海學(xué)院，陜西西安710072；2. 海洋聲學(xué)信息感知工業(yè)和信息化部重點實驗室(西北工業(yè)大學(xué))，陜西西安710072)

0 引 言

在實際工作中，通過深海底質(zhì)采樣來直接測量海底底質(zhì)參數(shù)是非常困難的。首先，底質(zhì)采樣要花費大量的人力物力，成本昂貴；其次，底質(zhì)采樣往往只能獲取海底淺層幾米內(nèi)的參數(shù)，無法對海底結(jié)構(gòu)有全面的認識；另外，由于采樣過程中振動和含水量變化的影響，使用測量得到的參數(shù)進行聲場計算會出現(xiàn)預(yù)報結(jié)果的較大偏差。由于底質(zhì)采樣獲取海底參數(shù)的方法存在一定弊端，在實際水聲應(yīng)用中會采取聲學(xué)反演與底質(zhì)采樣相結(jié)合的方法，海底反射聲線是與海底接觸的最直接的聲線，攜帶了大量的海底信息，因此利用反射損失對海底參數(shù)進行反演是最有效的手段[1-5]。

在理論和實驗上，海底反射是水聲研究的一個重點和難點，海底反射損失的獲取看似簡單實則不易。研究海底反射的重要性體現(xiàn)在：(1) 聲傳播的重要組成部分；(2) 可以推斷海底地聲參數(shù)和性質(zhì)；(3) 可對聲傳播理論進行直觀的檢驗。

在早期的聲反射實驗中，實驗裝置較為簡單，測量反射系數(shù)一般在淺海，選擇固定頻率，采用垂直入射。隨后，在實驗中逐漸研究了反射系數(shù)與角度和頻率的關(guān)系。聲源可以采用單頻脈沖或者爆炸聲源，分析不同頻段內(nèi)的反射信號，也可選用噪聲源。接收系統(tǒng)采用經(jīng)聲源級校準后的水聽器，船只漂泊或者走航，得到不同掠射角的聲發(fā)射信號。……