一种基于模型的海洋声传播调查爆炸波自动截取方法

摘要

本发明公开了一种基于模型的海洋声传播调查爆炸波自动截取方法，针对发射船按测线走航投爆炸声源，垂直接收阵在固定点接收信号的声传播测量实验配置，根据噪声和爆炸波的频谱特性，处理前对接收数据高通滤波，然后，利用模型预报不同发射-接收阵距离的声传播损失值，结合近距离处实际接收的爆炸波样本能量统计值，估计实验中不同发射-接收阵距离处接收爆炸波信号的能量值，进而设计随发射-接收阵距离变化的检测门限，使得近发射-接收阵距离处门限值高，远距离处检测门限低，保证检测概率的条件下尽量降低虚警概率。该方法可以有效地自动截取爆炸波，对声传播测量实验数据自动化处理、降低人工干预度有重要意义。

主权项

一种基于模型的海洋声传播调查爆炸波自动截取方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)对接收阵接收的数据，在声源‑接收阵距离r₀附近人工截取爆炸波数据样本，计算每个样本所有通道滤波后爆炸波能量和平均值(2)利用声传播模型预报水声调查环境下声源‑接收阵距离r₀处的声传播损失值(3)读入一帧接收阵接收的数据，并对每个通道数据进行滤波处理；(4)计算各个通道能量，以及所有通道能量累加和，找到能量最大位置；(5)以最大能量位置为基准，加窗w_n，利用窗外数据估计该帧数据滤波后单通道噪声成分的平均方差σ²；(6)以最大能量位置为基准，加窗w_s，利用窗内数据计算检验统计量T；(7)计算窗w_s的窗位置对应的时间，计算该时刻声源‑接收阵之间的距离r；(8)利用声传播模型预报水声调查环境下声源‑接收阵距离r处的声传播损失值TL_r；(9)根据σ²、TL_r预估爆炸波截取窗w_s内的总能量并计算检测门限γ'_max(r)；(10)将噪声分解为独立的高斯海洋背景噪声和脉冲状干扰的线性叠加，根据给定的虚警概率P'_FA，计算只有高斯海洋背景噪声存在时的检测门限γ'(r)；(11)根据公式γ(r)＝max(γ'_max(r),γ'(r))计算门限：(12)如果检验统计量T大于门限值，则截取窗w_s内的信号作为爆炸波信号，否则，重复步骤(3)～步骤(12)。