[發明專利]實現船舶水下標量電位由遠及近曲化直換算的方法

在審

• 申請號: 201910364963.2
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110108951A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 陳聰;孫嘉慶;楊靖玄
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: G01R29/14
• 分類號: G01R29/14
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 黃行軍;劉代樂

本發明涉及船舶水下電場技術領域，具體涉及一種實現船舶水下標量電位由遠及近曲化直換算的方法。采用電場傳感器陣列獲得測量曲線S上各個測量點的電位測量值；將測量曲線S上電位測量值作為目標直線L上的初始電位值，并進行邊界積分運算，得到測量曲線S上的電位換算值；計算測量曲線S上各個點的電位換算值和原始測量值的差值e，并依據差值e對目標直線L上的初始電位值進行調整；將調整后的初始電位值迭代運算，直至測量曲線S上的電位換算值與電位測量值之間的差值小于閾值，則將此時目標直線L上的電位值輸出。曲化平換算可以視為多組不同豎直面上曲化直換算的結果的組合，多次使用本方法可以用于實現船舶水下標量電位的由遠及近曲化平換算。

技術領域

本發明涉及船舶水下電場技術領域，具體涉及一種實現船舶水下標量電位由遠及近曲化直換算的方法。

背景技術

目前，船舶消磁技術、聲隱身技術及相關探測與對抗技術的發展日趨完善，船舶的聲、磁信號的探測也就越來越困難。隨著電場探測傳感器的迅速發展，船舶水下電場的測量成為可能。研究表明，中型船舶附近的水下靜電場總場強具有數百μV/m的量級，并且在近場區域內表現出明顯的分布特征，是一個可被利用的新的船舶目標信號。船舶電場對船舶活動狀態的監視和跟蹤具有重大的意義。

深度換算正是研究電場分布規律的一種重要方式，它是指在實際測量得到某一深度場域上電場分布特征的基礎上，根據場域內電場的物理特性，結合數值方法獲得船舶電場在不同深度場域上分布狀況的一種方法。根據換算方向的差異，可分為由遠及近換算和由近及遠換算。在場源(船舶)下方的無源區域內，由遠及近換算即從遠離源的測量面向靠近源的目標面進行換算的過程，由近及遠換算即從靠近源的測量面向遠離源的目標面進行換算的過程，不同的換算方向對應不同的場域邊界條件。

目前所有的換算算法均要求用于換算的源數據為平行于水平面的某深度平面上的電場數據，只能實現由平面上的電場數據得到不同深度平面上電場數據的換算(可簡稱為“平化平”換算)和由平面上的電場數據得到不同深度曲面上電場數據的換算(可簡稱為“平化曲”換算)。而實際上，由于海洋環境的影響及布設方法的限制，電場測量傳感器往往難以實現平面布設，因此通常只能獲得曲面上的電場測量數據，這就使得已有的“平化平”及“平化曲”換算方法不能適用。因此，研究由曲面上的電場數據換算得到另一深度平面上電場數據的換算方法(即“曲化平”換算)具有重要的實際應用價值。

發明內容

本發明的目的就是針對現有技術的缺陷，提供一種換算精度高，且換算精度、換算距離、換算計算量、換算時間等可主動控制，便于實際應用的實現船舶水下標量電位由遠及近曲化直換算的方法。

本發明一種實現船舶水下標量電位由遠及近曲化直換算的方法，其技術方案為：

在xOz平面內構建較深深度下的測量曲線S和較淺深度下的目標直線L，所述xOz平面為與水平面垂直的豎直平面，z方向豎直向下，x方向垂直于z方向，平行于水平面，所述測量曲線S和目標直線L上以相同的水平間隔設置有均勻分布的若干測量點；

曲化直換算過程包括：

步驟一：采用電場傳感器陣列獲得測量曲線S上各個測量點的電位測量值；

步驟二：將測量曲線S上各個測量點的電位測量值分別作為目標直線L上具有相同x坐標的各個測量點的初始電位值；

步驟三：利用目標直線L上各個測量點的初始電位值，進行邊界積分運算，得到測量曲線S上各個測量點的電位換算值；

步驟四：計算測量曲線S上各個點的電位換算值和原始測量值的差值e，并依據差值e對目標直線L上的初始電位值進行調整；

步驟五：將調整后的初始電位值帶入步驟三進行邊界積分運算，重復步驟三和步驟四，直至測量曲線S上的電位換算值與電位測量值之間的差值小于閾值，則將此時目標直線L上的電位值輸出。