扩展经验正交函数沿海声层析的声速反演

张姚滢，王洁，郑红，徐英超，尹会听

扩展经验正交函数沿海声层析的声速反演

张姚滢，王洁，郑红，徐英超，尹会听

(浙江海洋大学，浙江舟山 316000)

为了实现沿岸海域声速的实时连续监测，针对目前单收发换能器沿海声层析系统的剖面反演声线不足和接收信号不稳定的问题，提出了双收发换能器沿海声层析(Double-transcever Coast Acoustical Tomography, DCAT)系统。通过计算机进行仿真模拟，结果表明DCAT系统声速反演精度提高了一个数量级，验证了该系统对存在问题的改善及其有效性。在声速反演过程中，通过使用扩展经验正交函数(Extension Empirical Orthogonal Function, EEOF)表示声速剖面，实现了剖面全水深的声速反演。DCAT系统的提出和EEOF方法的应用，为海上实时连续观测系统的建立及数据处理，提供了理论基础和有效的实施方法。

双收发换能器沿海声层析系统；扩展经验正交函数；声速剖面反演

0 引 言

海洋声速及其变化是重要的海洋环境参数，而在沿岸海域对海洋环境观测的活动中，对海洋声速及其变化的监测极其重要。目前，声速剖面的监测反演，多数使用低频或爆炸声源水平或垂直接收阵列收集数据[1]，其中的声速通过经验正交函数[2-3]表示，反演方法使用匹配场方法[4-5]，亦有用同化方法处理数据[6]。

针对沿岸海域航运和渔业活动多发，使得设置接收阵列长期收集数据无法保证设备安全，收发器过多也导致了活动成本过大，本文提出了利用海洋声层析方法[7-8]，使用少量收发器，并且将收发器安装在岸基上，实现沿海声速剖面长期实时监测。……