稳健声线扰动特征用于浅海小目标定位∗

刘帅京 许 枫 杨 娟

(1 中国科学院声学研究所 海洋声学技术中心 北京 100190)(2 中国科学院大学 北京 100049)

0 引言

港口浅海区域的水下监视系统对港口的安全防护具有重要的意义。北约水下研究中心(NATO Undersea Research Centre,NURC)提出了将垂直发射阵和垂直接收阵组成的声学绊网用于水下入侵目标的探测[1]。前向散射信号的强度比其他方向的信号强度更强更稳健，应用前向散射信号进行目标探测具有探测距离远、受其他方向影响小等优点，然而前向散射信号受到强直达波的干扰造成前向散射信号的检测十分困难[2−3]。在近距离的小目标探测问题中，信道起伏变化引起的声场扰动可能会淹没前向散射信号引起的扰动，因此需要研究稳健的目标探测和定位算法，以适用于动态的海洋环境。

当目标位于发射和接收的连接线附近时，目标的前向散射信号与直达波信号产生“遮蔽效应”，造成接收信号的能量减小，引起一些特定路径的声线发生扰动，应用这一特性，可采用扰动声线类的方法实现浅海的目标定位。Folegot等[1]提出将目标引起的扰动声线进行几何交汇实现目标定位，并通过处理BARRIER-04的实验数据验证了算法的有效性。Marandet等[4]开展了应用超声波的等比缩放实验模拟了浅海环境，并利用扰动声场的波动理论将目标定位问题转化为声场波阻抗的反演问题。Yildiz等[5]应用多基地系统，采用基于数据的扰动声压敏感核方法实现了目标定位。

唐浩等开展了湖上实验，应用20～28 kHz的线……