[發(fā)明專利]一種復(fù)雜海洋環(huán)境中的三維聲場快速預(yù)報(bào)方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110818929.5
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN113641954B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡治國;王海斌;汪俊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院聲學(xué)研究所
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;H04B11/00;H04B13/00;H04B17/373
• 代理公司: 北京方安思達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;楊青

1.一種復(fù)雜海洋環(huán)境中的三維聲場快速預(yù)報(bào)方法，所述方法包括：

根據(jù)設(shè)定的區(qū)域范圍、采樣距離向量和采樣方位向量從海深環(huán)境數(shù)據(jù)庫中提取方位-距離極坐標(biāo)下海深數(shù)據(jù)矩陣；

根據(jù)海深數(shù)據(jù)矩陣，提取各方位海深變化引起的歸一化起伏差異系數(shù)特征向量；

將歸一化起伏差異系數(shù)特征向量與預(yù)先設(shè)定的判決門限進(jìn)行比較，得到自適應(yīng)方位劃分標(biāo)志向量；

根據(jù)自適應(yīng)方位劃分標(biāo)志向量和采樣方位向量，生成自適應(yīng)劃分方位向量；

根據(jù)自適應(yīng)劃分方位向量，得到各方位下并行計(jì)算的N×2D三維聲場快速預(yù)報(bào)結(jié)果；

根據(jù)N×2D三維聲場快速預(yù)報(bào)結(jié)果，按采樣方位向量進(jìn)行方位維的臨近插值細(xì)化處理，得到基于環(huán)境分析自適應(yīng)劃分的三維聲場快速預(yù)報(bào)結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)雜海洋環(huán)境中的三維聲場快速預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述根據(jù)設(shè)定的區(qū)域范圍、采樣距離向量和采樣方位向量從海深環(huán)境數(shù)據(jù)庫中提取方位-距離極坐標(biāo)下海深數(shù)據(jù)矩陣；具體包括：

以中心坐標(biāo)經(jīng)緯度為[Lon0,Lat0]，單位為度，水平距離半徑為R，單位為km的圓形區(qū)域范圍，對海深環(huán)境數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢，并通過插值方式提取方位-距離極坐標(biāo)下海深數(shù)據(jù)矩陣Bathy；

所述海深數(shù)據(jù)矩陣Bathy的行對應(yīng)距離維坐標(biāo)下海深，采樣距離向量為r_Sample＝0:dr:R，其中，dr為水平距離采樣間隔，單位km，Bathy的總行數(shù)為的整數(shù)部分；所述海深數(shù)據(jù)矩陣Bathy的列對應(yīng)方位維坐標(biāo)下海深，采樣方位向量為θ_Sample＝0:dθ:(360-dθ)，其中，dθ為方位角度采樣間隔，單位為度，Bathy的總列數(shù)為的整數(shù)部分。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)雜海洋環(huán)境中的三維聲場快速預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述根據(jù)海深數(shù)據(jù)矩陣，提取各方位海深變化引起的歸一化起伏差異系數(shù)特征向量；具體包括：

設(shè)置特征向量α長度與Bathy的總列數(shù)相等，初始化為全0；

根據(jù)獲取的海深數(shù)據(jù)矩陣Bathy，提取第j列向量上的數(shù)據(jù)，作為第j個(gè)方位隨水平距離變化下的海深向量H_j，然后對H_j起伏程度進(jìn)行定量分析，通過H_j的方差與均值的比值，得到第j個(gè)方位的歸一化起伏差異系數(shù)α_j；

進(jìn)而得到各方位海底地形變化引起的歸一化起伏差異系數(shù)特征向量α，α_j為特征向量α的第j個(gè)值，其中，j為整數(shù)，

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)雜海洋環(huán)境中的三維聲場快速預(yù)報(bào)方法，其特征在于，所述將歸一化起伏差異系數(shù)特征向量與預(yù)先設(shè)定的判決門限進(jìn)行比較，得到自適應(yīng)方位劃分標(biāo)志向量；具體包括：

根據(jù)提取的歸一化起伏差異系數(shù)特征向量α與預(yù)先設(shè)定的判決門限β，得到自適應(yīng)方位劃分標(biāo)志向量Flag；

設(shè)置標(biāo)志向量Flag長度與歸一化起伏差異系數(shù)特征向量α的長度相等，初始化為全0；

對α的第j個(gè)值α_j與預(yù)先設(shè)定的判決門限β進(jìn)行比較：當(dāng)α_j≥β時(shí)，自適應(yīng)方位劃分標(biāo)志向量Flag對應(yīng)的第j個(gè)值flag_j＝1，用于表示第j個(gè)方位所在方向扇面以dθ進(jìn)行細(xì)角度間隔的方位劃分；當(dāng)α_j＜β時(shí)，flag_j＝0，用于表示第j個(gè)方位所在方向扇面以n×dθ進(jìn)行粗角度間隔的方位劃分，其中j為整數(shù)，n為整數(shù)，n≥2。