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公开(公告)号：CN116861305A
公开(公告)日：2023-10-10
申请号：CN202310718462.6
申请日：2023-06-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G06F18/241 , G06F18/10 , G06F18/213 , G06F18/214 , G06N3/045 , G06N3/098
Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于波束域数据的水下目标航迹智能提取方法，包括以下步骤：(1)对波束域数据进行波束形成，绘制波束形成历程图；(2)提取感兴趣信号，并贴标签；(3)特征提取；(4)训练网络；(5)模型评估并筛选得到最优网络模型；(6)识别波束域数据。本申请基于机器学习，对包含一定量数据的训练集的模型训练，通过评估筛选出最优模型，可对波束域数据进行识别并分类成水面目标及水下目标，从而提取并保留水下目标。与目前其他分离水面目标的方法相比，准确率更高，适应性更强。
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公开(公告)号：CN113359183B
公开(公告)日：2023-09-29
申请号：CN202110570146.X
申请日：2021-05-25
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种针对极地冰层的震源定位方法，本发明针对极地环境以及极地海冰中声传播特点提出一种冰层震源定位方法，以解决北极地区经济开发与军事对抗中潜在的目标定位需求。本发明结合极地冰层声传播特点，充分利用弹性波导带来的多波现象，从波场偏振特征、传播速度及幅值等方向开展多维度差异性分析，构建了具有高度适用性的冰层震源定位方法；从工程应用角度出发，本发明涉及方法无需传感器阵列，使用单台自容式三分量地震仪即可满足所需数据采集需求，所需设备高度精简，操作流程简便、快捷，具有极高的极地环境作业实用性。
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公开(公告)号：CN116800350A
公开(公告)日：2023-09-22
申请号：CN202310717426.8
申请日：2023-06-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明的目的在于提供一种跨冰声通信系统及方法，包括冰面通信装置和水中通信装置。本发明基于浮冰声传播特性，同时使用冰层声传播信道以及水中声传播信道，通过激发冰中板间纵波进行冰面到水中的信息传输，解决了因冰面震源激发水中直达波的衰减较快，而无法实现下行远距离通信的问题，实现跨冰介质声信号的有效发射和接收，从而完成跨冰介质声通信。上行通信与下行通信使用不同频带通信，即冰面通信装置可同时进行冰层声传播信道的信号发射，和水中声传播信道的信号接收，实现全双工通信，提高了通信效率。同时冰面接收的三分量数据分析处理，水中接收模块的指向性接收，都能有效降低发射信号和噪声的干扰，提高了接收信号质量。
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公开(公告)号：CN114070408B
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202111357797.7
申请日：2021-11-16
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H04B10/299 , H04B10/508 , H04B10/516 , H04B10/564 , H04B13/02
Abstract: 本发明公开了一种跨冰介质声通信波形设计方法，获取海冰声参数，根据弹性波动理论建立描述冰层弹性波导特性的频散方程，求解频散方程获得相速度频散函数cp，根据cp得到群速度频散函数，进而得到群速度频散曲线；确定作为信源的声源激发参数，包括激发频率范围及声能量入射角度范围，根据声源激发参数在频散曲线中选定对应的群速度频散函数；基于得到的频散函数，根据接收端与发射端的距离计算系统传递函数；基于系统传递函数及期望脉冲信号频域波形，得到系统频域响应函数；将频域响应函数转换到时域，并对时域波形进行反转得到发射端波形。本发明在提高通信距离及通信可靠性的同时，大大增加了通信隐蔽性，实现高效、稳定、隐蔽的跨冰定点声通信。
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公开(公告)号：CN112083427B
公开(公告)日：2023-09-19
申请号：CN202010959785.0
申请日：2020-09-14
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S15/32
Abstract: 本发明提供一种冰下无人潜航器测距方法，基于几何原理和声信号处理，当水下无人潜航器2发射信号至接收水听器3时，通过匹配滤波处理得到直达波和最短途径平面冰层1的下表面反射波的时延差，结合冰层下的水中声速，估计得到水下无人潜航器2与接收水听器3之间的水平距离；本发明在利用水下无人潜航器进行冰下航行作业时，由于冰层的存在，不易确定水下无人潜航器与接收水听器之间的距离，通过此方法可以估计出水下无人潜航器与接收水听器之间的距离，对水声研究具有一定的帮助。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115208480B
公开(公告)日：2023-05-12
申请号：CN202210770475.3
申请日：2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种基于联合消息传递的冰下水声通信方法，基于单载波相移键控调制体制，信源比特信息经过信道编码器和随机交织器处理后映射为符号。确定接收端通信信号的解码流程。通信接收机充分利用水声通信信道的稀疏性，采用置信传播求取估计符号的后验概率，以此来降低接收机的计算复杂度。同时，采用期望传播将传递的消息投影到指数分布族中来获取精确的近似后验概率。接收机采用三层迭代结构，第一层为循环置信传播迭代过程，第二层为期望传播迭代过程，第三次为turbo迭代过程。本发明能够在获得与线性最小均方误差均衡器(LMMSE)相当的性能的同时极大地降低计算复杂度。
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公开(公告)号：CN115589259B
公开(公告)日：2023-05-02
申请号：CN202211228448.X
申请日：2022-10-09
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: H04B10/25 , H04B10/291 , H04B10/80 , H04B13/02
Abstract: 本发明公开了一种水声‑光纤远距离低功耗串行通信系统及方法，其包括若干作为发送节点和/或接收节点的水声通信节点；作为发送节点的水声通信节点包括光源、与光源连接的第一光纤放大器，以及与光源信号连接的第一微处理器；光源为具有开关的大功率光源；作为接收节点的水声通信节点包括弱光检测模块，以及与弱光检测模块信号连接的第二微处理器；作为发送节点的水声通信节点与作为接收节点的水声通信节点之间通过光纤连接。本发明结合了光纤通信和水声通信的优点，能够实现远距离、大带宽的信息传输；同时基于本发明提供的系统构造和串行通信方法，极大降低了功耗，节能环保，使其可以有效应用于水下通信能源受限的复杂应用环境，结构合理巧妙。
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公开(公告)号：CN113376621B
公开(公告)日：2023-04-07
申请号：CN202110577808.6
申请日：2021-05-26
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供一种冰基水下声源探测装置及其探测方法，是一种利用声学方法探测冰层下水中声源的技术，探测器由固定翼飞机或直升机运载投放，探测器头部钻进冰层后开启电子设备，利用水下声能量与冰层中波动能量的转换在冰层中所产生的位移，探测水下目标，并传输处理结果。头部为高强度金属头，用以钻入冰层；后部是与透声中空高强度材料的金属杆，用以接收冰层内部位移信息；尾部为防水电子舱，电子舱配有平衡尾翼和投物伞，尽量保证探测器最终垂直嵌入冰层，配有风力发电模块，保证能源持续供给，射频天线用于定位和通信。与现有水声被动探测方法相比，本发明可大幅缩减冰区环境下布放探测设备的风险，具有灵活、快速、可大范围联合部署的特点。
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公开(公告)号：CN115236593B
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN202210772150.9
申请日：2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于冰声衰减特征的跨冰定位冰下声源方法，包括以下步骤：在冰层布放加速度计，通过加速度计采集冰下声源发出的跨冰声信号；对跨冰信号进行滤波降噪；对滤波后的跨冰声信号求解RSSI值；根据极地环境参数求解冰声耦合声场；对冰层弹性固体的Navier即纳维方程和海水流体介质的Helmholtz即亥姆霍兹方程进行求解，以获得跨冰声传播声场；根据宽带声场能量变化求解冰声衰减系数α；解算冰下声源坐标。本发明开创性的提出的通过冰上加速度计采集冰下合作或非合作声学目标信号的三种跨冰定位方法，能有效的跨冰定位冰下声源位置，实现了跨冰定位这一开创性的应用。
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公开(公告)号：CN115220026B
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN202210770497.X
申请日：2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明的目的在于提供一种基于冰面水平阵列的匹配场跨冰定位方法，包括以下步骤：通过加速度计阵列采集冰下声源发出的跨冰声信号；提取跨冰声信号频谱向量；建立声源搜索距离和深度搜索网格序列；计算每个水平阵元与声源的实际距离序列；获取冰水环境冰声物理参数；求解每个水平阵元接收的跨冰声传播声场；提取不同期望位置的理论频谱向量；基于匹配场处理获得定位模糊曲面；输出最大模糊值对应的期望声源位置。本发明采用加速度参量作为定位参量，实现对冰下声源的跨冰定位，具有布放方便、坐标可精确校准以及经济等优势。
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