[發明專利]基于沉積層形成機理的陸坡海域海底地聲參數獲取方法

在審

• 申請號: 202110037375.5
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN114764527A
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 鹿力成;姚美娟;馬力;郭圣明
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/02
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

1.一種基于沉積層形成機理的陸坡海域海底地聲參數獲取方法，所述方法包括：

步驟1)從待探測的陸坡海域區域中選定一條等深線，然后確定平行于等深線方向的S1S3測線和垂直于等深線方向的S2S4測線；兩條測線相交于測線的中點O1；

步驟2)根據S1S3測線上的海底聲學參數的均勻分布特性，獲取S1S3測線上的海底地聲參數，從而得到中點O1的海底地聲參數；

步驟3)根據中點O1的海底地聲參數，以及S2S4測線上的海底地聲參數的分段分布特性，分段計算S2S4測線上的海底地聲參數；

步驟4)根據平行于等深線方向的海底地聲參數的均勻分布特性，將S2S4測線上的每一段海底地聲參數按平行于等深線方向進行擴展，由段及帶，由帶及面，從而獲取待探測的陸坡海域區域的海底地聲參數。

2.根據權利要求1所述的基于沉積層形成機理的陸坡海域海底地聲參數獲取方法，其特征在于，所述步驟2)具體包括：

海底地聲參數反演是通過測量數據所攜帶的海底信息來反推海底模型參數，其代價函數E₁(m)為寬帶非相干Bartlett匹配器：

式中，m為待反演的參數向量,包含沉積層厚度、沉積層聲速和基底層聲速三個量；N_f代表頻率點數，H代表復共軛轉置，p_n和q_n(m)分別為垂直陣接收的第n個頻點的聲壓場向量和拷貝場向量；

在使用寬帶非相干Bartlett匹配處理時，首先將海底衰減系數的經驗值作為海底衰減系數α；按m的經驗值給出m的搜索區間，使用模擬退火算法在區間上進行搜索，當(1)式中代價函數取最小值時，m值即為待反演的參數向量的最優解；

然后用傳播損失最小二乘法反演海底衰減系數α：將m的最優解及實測水文參數作為聲場模型的輸入，得到數值仿真的不同距離r不同頻點上的傳播損失另外，通過海上試驗數據計算得到距離r在不同頻點上的傳播損失

代價函數E₂為：

其中，和分別每一個頻點的1/3倍頻程上平均值；N代表待反演的測線或測段上的爆炸聲源總數，n代表爆炸聲源的序號，n＝1,2…N；海底衰減系數α的初始值為經驗值，在α值的經驗區間上進行遍歷法搜索，當代價函數E₂取得最小值時，此時的α值為海底衰減系數的最優解；

則S1S3測線上的海底聲學參數為待反演的參數向量m的最優解和海底衰減系數α的最優解，O1點的海底聲學參數即為S1S3測線上的海底聲學參數。