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公开(公告)号:CN116908914B
公开(公告)日:2024-06-25
申请号:CN202310886763.X
申请日:2023-07-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种高分辨偏振滤波弹性波极地方位估计方法,属于极地声学测向方法领域,在冰面布放传感器,相比于在海水以及海底布放,具有布放方便,坐标可调的优势;相比于传统基于阵列的方法,采用单个传感器就可以实现高分辨的方位估计结果。基于单检波器的声源方位的初步结果可以使用旋转分析法和偏振滤波法实现,利用冰面粒子运动的垂直分量抑制非径向分量,并提出了使用矢量反卷积方法来提高单检波器方位估计的分辨力,使得极地单检波器具备高分辨的方位估计能力。
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公开(公告)号:CN116908855A
公开(公告)日:2023-10-20
申请号:CN202310886296.0
申请日:2023-07-19
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种极地水下脉冲简正波声学测距方法,属于极地声学测距领域;基于极地环境中的低频简正波的物理特征,一种基于单个水听器的适用于极地海域低频远距离脉冲声源的被动距离估计方法,包括以下步骤:获取实际极地声场环境参数,水听器采集信号与滤波,计算信号的功率谱密度函数,估计简正波频散常数和波导不变量,计算功率谱密度函数的消频散变换,基于最大值原则确定声源距离。结果证明,提出的方法能有效的实现极地水下脉冲的距离估计。
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公开(公告)号:CN115236597A
公开(公告)日:2022-10-25
申请号:CN202210772161.7
申请日:2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
IPC: G01S5/22
Abstract: 本发明属于水声定位技术领域,具体涉及一种基于双加速度计耦合相速特征的跨冰定位方法。本发明包括获取冰层下方声源的深度zs,将两个同步加速度计布放在冰层上,采集冰层下方声源发出的跨冰声信号;计算跨冰声信号强度RSSI值;获取接收信号的频谱G(R,z)与相位差基于最小二乘法求解G(R,z)的趋势线,将趋势线的斜率α作为冰声衰减系数;计算声源相对于两个加速度计中心点的距离R;计算耦合相速度c(R);计算声源相对于两加速度计中心点的方位角θ;解算声源的平面坐标(X,Y),结合已知的声源深度zs,完成对于冰层下方声源的定位;本发明相比于在冰下布放水听器具有操作简单、基元坐标精确可控的优势,采用求解RSSI值计算声源距离,避免了现有极地冰层设备的声发射和同步问题。
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公开(公告)号:CN115235391A
公开(公告)日:2022-10-25
申请号:CN202210770471.5
申请日:2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于A0模态频散曲线的测量冰厚方法,通过加速度计采集敲击冰面激发的A0模态冲击信号;采用反卷积时频分析提取A0模态频散曲线;根据测厚分辨率要求设置冰层厚度的期望序列d=[d1,d2,…,dM],di代表第i个期望冰层厚度,i=1,2,...,M;求解每一个期望冰层厚度对应的A0模态期望频散曲线;计算A0模态频散曲线分别与每一个期望冰层厚度对应的A0模态期望频散曲线的相关系数ρ(di);得到冰层厚度测量结果D:本发明工作强度小,操作简单,实施方便,能保障极地科学考察人员安全,不需要昂贵的水下航行器以及搭载的声发射声呐,不需要集成声发射设备,仅需要加速度计作为采集冰上诸如敲击等自然声信号,更具有经济性。
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公开(公告)号:CN110780303A
公开(公告)日:2020-02-11
申请号:CN201911011023.1
申请日:2019-10-23
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明提供的是一种参量阵冰层剖面探测水下机器人及冰层剖面探测方法。包括两个尾部矢量推进器,两侧各一个侧翼矢量推进器,四个矢量推进器均与中心水泵处理系统相连接;搭载在水下机器人背面的参量阵探测声呐和高频探测声呐;通信传输系统通过通信传感器与接收终端连接;水下机器人上还搭载前置探测声呐和压力传感器。本发明利用声学参量阵低频、窄指向性且无旁瓣的特性,使其作为发射信号源,经过参量阵算法调制的脉冲信号作为发射信号;原频波经过水的自解调作用产生的差频波在冰层内部的反射回波作为接收信号;通过检测估计回波时延差,计算各层与冰下表面距离,即可得到冰层内部剖面信息。
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公开(公告)号:CN115236592B
公开(公告)日:2023-02-03
申请号:CN202210770495.0
申请日:2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于极地声学定位技术领域,具体涉及一种基于单阵元时频曲线匹配的冰声定位方法。本发明包括在冰面上布放声信号采集装置,采集冰层中的声源发出的A0模态信号;采用反卷积时频分析提取A0模态信号的时频谱图;根据A0模态信号的时频谱图,提取频散曲线t1(ω);基于海冰‑海水耦合声传播模型获取理论频散曲线t2(ω,r);本发明设计了两种能有效计算冰层中的声源相对于信号采集装置的距离R的方法。本发明选择A0模态作为定位的信号类型,避免了较强噪声的干扰;采用反卷积时频分析方法提取A0模态信号的时频谱图,在实际极地环境中更具有实用性。
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公开(公告)号:CN115235391B
公开(公告)日:2022-12-30
申请号:CN202210770471.5
申请日:2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明公开了一种基于A0模态频散曲线的测量冰厚方法,通过加速度计采集敲击冰面激发的A0模态冲击信号;采用反卷积时频分析提取A0模态频散曲线;根据测厚分辨率要求设置冰层厚度的期望序列d=[d1,d2,…,dM],di代表第i个期望冰层厚度,i=1,2,...,M;求解每一个期望冰层厚度对应的A0模态期望频散曲线;计算A0模态频散曲线分别与每一个期望冰层厚度对应的A0模态期望频散曲线的相关系数ρ(di);得到冰层厚度测量结果D:本发明工作强度小,操作简单,实施方便,能保障极地科学考察人员安全,不需要昂贵的水下航行器以及搭载的声发射声呐,不需要集成声发射设备,仅需要加速度计作为采集冰上诸如敲击等自然声信号,更具有经济性。
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公开(公告)号:CN115236593A
公开(公告)日:2022-10-25
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:CN115236592A
公开(公告)日:2022-10-25
申请号:CN202210770495.0
申请日:2022-06-30
Applicant: 哈尔滨工程大学
Abstract: 本发明属于极地声学定位技术领域,具体涉及一种基于单阵元时频曲线匹配的冰声定位方法。本发明包括在冰面上布放声信号采集装置,采集冰层中的声源发出的A0模态信号;采用反卷积时频分析提取A0模态信号的时频谱图;根据A0模态信号的时频谱图,提取频散曲线t1(ω);基于海冰‑海水耦合声传播模型获取理论频散曲线t2(ω,r);本发明设计了两种能有效计算冰层中的声源相对于信号采集装置的距离R的方法。本发明选择A0模态作为定位的信号类型,避免了较强噪声的干扰;采用反卷积时频分析方法提取A0模态信号的时频谱图,在实际极地环境中更具有实用性。
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公开(公告)号:CN113376621A
公开(公告)日:2021-09-10
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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