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期刊信息/Journal information
声学学报
声学学报

田静

双月刊

0371-0025

jsx@mail.ioa.ac.cn

010-82547907、82547505

100190

北京市北四环西路21号

声学学报/Journal Acta AcusticaCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊为专业学术性刊物。发表声学领域具有学术价值的研究论文及实验性、应用性成果。刊登技术简报、快报、国内外学术动态及声学消息等。读者对象为从事声学基础理论和实验研究的科技人员及高等院校师生。
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    深海水平阵对空中声源的近场定位研究

    毛俊杰张波彭朝晖张燕君...
    1-11页
    查看更多>>摘要：为实现水下对空中声源的探测定位,提出了一种利用深海不同路径声线进行近场聚焦波束形成的定位方法,实现了海底水平阵对近场菲涅尔区空中声源的定位.分析表明,直接利用不同路径声线进行聚集波束形成定位时,空间谱会产生伪峰.为此,应用了基于声线到达幅度加权的伪峰抑制方法.仿真及海试实验数据验证了该方法的有效性,能够准确定位飞行高度约 5000 m、水平距离在 13～17 km范围内的固定翼飞机目标,平均定位误差为 0.9 km.与仅利用直接透射声线的传统方法相比,所提方法显著提升了远距离空中声源的定位性能.

    水下对空探测聚焦波束形成海底水平阵空中声源

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    基于长短期记忆网络与射线声学的浅海声速剖面反演方法

    吴隆昊刘松吴照志潘才能...
    12-22页
    查看更多>>摘要：针对水声多途信道环境下的水下声速剖面反演问题,将深度学习与射线声学理论结合,提出了一种基于长短期记忆网络(LSTM)的反演方法.该方法根据有序线阵等距的特点,将到达时间差、到达角度等多模态数据融合组成的感知矩阵作为输入,利用LSTM网络处理时序数据的能力挖掘空间上有序分布的接收阵元之间的关联信息,从而实现声速剖面反演.在此基础上,还提出了基于互相关函数的硬阈值估计方法,通过降低感知矩阵的测量误差提高模型的抗多途性能.通过数值仿真验证了该反演方法的可行性和准确性,与传统优化算法相比,所提算法能够更好地捕捉声速剖面的非线性特征,具有更高的反演精度和较强的抗噪能力.

    声速剖面长短期记忆网络水声多途信道时延估计

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    浅海内波环境下声速剖面的深度迁移时序预测

    严娴李倩倩阳凡林彭东东...
    23-31页
    查看更多>>摘要：海水声速随时空起伏变化,水文资料稀缺海域声速剖面时序预测困难,为此构建了基于迁移学习的长短时记忆神经网络模型,并利用中国南海海域实测的两条温度链长时序观测数据对其进行验证.针对有无孤立子内波存在的两种场景,基于迁移学习对预训练网络模型进行微调,分析不同训练样本量下迁移网络的有效性.实验结果表明,迁移网络在有无孤立子内波存在的两种场景下均可实现高精度高效声速剖面预测,且预测性能明显优于未迁移的处理方法.

    声速剖面时序预测内波迁移学习经验正交函数

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    非水平海底地形下浅海全波导声场波动成分分析

    祝捍皓柴志刚秦继兴王其乐...
    32-44页
    查看更多>>摘要：为分析浅海非水平海底地形下甚低频声波激发海底地震波场波动成分,阐明海底地形变化对水中声源所激发海底地震波场的影响规律,开展了理论建模与数值仿真研究.基于时域有限元法,在柱坐标系下推导并建立了一种浅海水体/海底全波导下的声场计算模型,结合仿真算例讨论了上坡海底、下坡海底、海底山三类典型非水平海底地形对海底地震波场成分的影响规律及机理.研究结果表明,利用时域有限元方法可以准确计算浅海各类非水平海底地形下的地震波场;水中声源所激发海底地震波场包含水中声波、海底界面波、海底纵波、海底横波 4个波系;与理想水平海底相比,上坡海底会加速声能量的衰减,且坡度越大,声波远距离传播时向海底泄漏的越多,声能量衰减越大.而下坡海底的波场变化则相反,海底山的存在使得部分声波发生反射及透射到海底的现象,声能量衰减程度增加.

    浅海波导低频时域有限元方法地震波场

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    一种水下运动体目标参数联合估计方法

    郑翠娥程驰宇孙大军李宗晏...
    45-58页
    查看更多>>摘要：为解决声速测量不准和姿态传感器安装偏差引起的水下体目标垂向运动轨迹估计有偏问题,提出了一种水下运动体目标参数联合估计方法,将声速误差、安装姿态误差作为未知参数与运动轨迹进行联合估计.理论分析和仿真结果表明,声速误差、安装姿态误差主要影响体目标垂向轨迹估计性能,所提联合方法有效消除了由系统误差引起的垂向运动轨迹系统偏差.海上试验以压力计测量深度为参考评定体目标轨迹长基线估计方法的垂向估计性能,所提方法将 3.67 m的垂向轨迹偏差减小至0.02 m,提高了体目标垂向运动轨迹估计准确度.

    长基线定位体目标运动轨迹估计系统误差估计

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    单水听器强化学习无源自导方法

    尹涵陈建峰张董哲
    59-67页
    查看更多>>摘要：为降低水下无人自主航行器在搭载自导系统时对体积与成本的苛刻要求,提出了一种简便可行的无源自导方法,可仅使用单个声压水听器实现航行器对中心频率已知窄带声源目标的导引.该方法有效利用了航行器自身与目标间相对运动所产生的多普勒频移的变化,对航行器的追踪行为进行控制.基于强化学习Actor-Critic算法,利用实时获取的接收信号中心频率和信噪比参数构建价值函数,利用该函数输出的目标检测结果、目标方位角和中心频率变化率参数构建策略函数,结合历史动作,输出当前最优动作.通过仿真和湖试实验研究了该方法的训练效率以及目标跟踪性能.结果表明,所提无源自导方法可以方便地应用于水下无人平台,导引航行器对不同速度的声源目标进行较为精确的跟踪.

    单水听器无源自导强化学习多普勒频移

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    《声学学报》2023年度优秀论文

    《声学学报》编辑委员会
    67页
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    全变分约束的解卷积常规波束形成方位谱估计算法

    杨泽慧聂炜航程高峰吴姚振...
    68-76页
    查看更多>>摘要：为了提高解卷积常规波束形成(D-CBF)算法的稳定性,降低方位谱背景噪声级,提高处理增益,提出了一种基于全变分约束的解卷积常规波束形成(TVD-CBF)空间谱估计算法.该方法利用声源分布的稀疏先验,在代价函数中加入总变分正则化项作为非线性约束,获得TVD-CBF算法的方位谱,从而在提升空间分辨率的同时,抑制噪声及误差的累积,提高求解的稳定性.仿真表明,该方法在D-CBF算法的基础上进一步提升了方位指向性和分辨率,具有良好的波达方向估计性能.海试数据处理结果表明,TVD-CBF方法在提升空间分辨率的同时,降低了空间谱的背景级,具有良好的方位估计性能.

    方位谱估计波达方向估计常规波束形成解卷积全变分

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    单矢量水听器的改进稀疏贝叶斯学习方位估计算法

    李雄辉梁国龙沈同圣罗再磊...
    77-85页
    查看更多>>摘要：复数稀疏贝叶斯学习(SBL)算法计算量大,为此将声能流与稀疏贝叶斯学习算法相结合,提出了基于单矢量水听器的声能流稀疏贝叶斯学习(SI-SBL)方位估计算法.该方法采用声能流取代声压振速信息作为观测量,将参数估计过程从复数域运算转化为实数域运算,同时利用声压通道噪声与振速噪声不相关的特点实现了噪声抑制,进一步加快了稀疏贝叶斯学习算法收敛速度,使SI-SBL算法获得相比以声压振速通道作为观测量的SBL算法更高的估计精度和尖锐的谱峰.仿真数据表明,单矢量水听器SI-SBL算法相比于SBL算法具有更高的精度和更快的计算速度.实验数据验证,SI-SBL算法相比SBL精度提高了25%,运算速度提高了8倍,证明了本文所提SI-SBL算法应用于水平方位估计的可行性.

    矢量水听器方位估计稀疏贝叶斯学习声能流

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    应用加权子空间稀疏恢复的水声矢量阵测向方法

    梁国龙柳国龙李赢郝宇...
    86-96页
    查看更多>>摘要：针对水下目标的高分辨方位估计问题,提出一种应用加权子空间稀疏恢复的水声矢量阵测向方法.通过估计声压通道和振速通道的噪声功率获得噪声归一化的水声矢量阵数据,利用加权子空间拟合和重加权L1 范数最小化技术,精确估计目标方位.该方法通过噪声功率加权和加权子空间稀疏恢复来提高方位分辨能力.仿真结果表明,该方法的分辨能力和估计精度优于多重信号分类方法、基于增广子空间的多重信号分类方法和基于奇异值分解的稀疏重构方法(L1-SVD).消声水池试验结果进一步验证,在一强一弱目标情况下,该方法的分辨能力优于另外3种方法.

    测向重加权稀疏重构声矢量阵高分辨率

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