水聲定位技術(shù)的特點(diǎn)及影響因素分析概述目錄TOC\o"1-3"\h\u4965水聲定位技術(shù)的特點(diǎn)及影響因素分析概述 (2-9)式(2-9)說明，當(dāng)深度為時(shí)，該聲線實(shí)現(xiàn)了反轉(zhuǎn)(在該聲速剖面下，未出現(xiàn)這種情況)。至于圖示聲線的曲率半徑、軌跡曲線等信息，可參考文獻(xiàn)[63]。圖2-3線性聲速分層下的聲線折射軌跡示意圖如圖2-4所示，圖(a)是圖2-1對(duì)應(yīng)的淺海聲速剖面，圖(b)是該剖面對(duì)應(yīng)的本征聲線圖(多徑的結(jié)構(gòu))?？梢?，聲線的傳播軌跡是分段曲線，且總是向聲速變小的方向彎曲。聲線的疏密可以表征聲能的密度，通常而言，聲線會(huì)聚的地方聲強(qiáng)大，發(fā)散的地方聲強(qiáng)小。同時(shí)，在部分特定區(qū)域，聲線幾乎不會(huì)到達(dá)，該區(qū)域的聲壓也會(huì)無限接近于零，該區(qū)域被稱為聲影區(qū)。聲影區(qū)是聲場(chǎng)中的典型現(xiàn)象。(a)(b)圖2-4淺海聲速剖面及其對(duì)應(yīng)的多徑結(jié)構(gòu)圖(a)淺海聲速剖面(b)多徑結(jié)構(gòu)圖1.4海洋中的環(huán)境噪聲除了上述信道的傳輸特性之外，海洋環(huán)境噪聲也能影響水聲通信系統(tǒng)的性能，一般將其看作是水聲信道中的一種加性干擾的背景場(chǎng)[64]。海洋環(huán)境噪聲的成分十分復(fù)雜，包含了大量有關(guān)海洋表面狀態(tài)、海洋上空大氣、海洋下地殼構(gòu)造過程、海洋動(dòng)物行為等方面的信息。在水聲學(xué)中，環(huán)境噪聲常用噪聲譜級(jí)(NoiseLevel，NL)來表示，其定義為所測(cè)的噪聲值折算到1Hz帶寬的值。長(zhǎng)期的研究結(jié)果表明：在不同的位置上，環(huán)境噪聲的來源不同；在不同的頻段上，環(huán)境噪聲具有不同的特性。在20世紀(jì)60年代，有學(xué)者研究了海洋中湍流等噪聲源對(duì)環(huán)境噪聲的影響，并繪制了經(jīng)典的環(huán)境噪聲譜級(jí)曲線[65]，其結(jié)論總結(jié)如下：在低頻段(0.1-10Hz)內(nèi)，每倍頻程按-8~-10dB衰減，主要噪聲源是地震、水下火山爆發(fā)、風(fēng)暴以及海洋表面的一些過程(表面波的非線性相互作用)，此時(shí)噪聲級(jí)與風(fēng)速關(guān)系不大。在50-300Hz的頻段內(nèi)，噪聲主要是由船舶交通引起的，因此這段譜級(jí)的強(qiáng)弱與航運(yùn)的頻繁程度有關(guān)。此外，由于這些頻率的聲波衰減很小，因此可以傳播得很遠(yuǎn)，是大尺度水聲定位技術(shù)需要考慮的因素之一。在0.5-50kHz的頻段內(nèi)，每倍頻程按5~6dB衰減，該頻段的噪聲與海洋表面的狀態(tài)(風(fēng)速、海況)相關(guān)，即風(fēng)動(dòng)海面所產(chǎn)生的風(fēng)關(guān)噪聲。風(fēng)關(guān)噪聲的機(jī)制也比較多，比如白浪花、氣泡、湍流偽聲和空氣邊界層噪聲等。在頻率高于100kHz時(shí)，受海水分子運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的熱噪聲占據(jù)主導(dǎo)地位。此外，海洋生物在相互交流、追蹤獵物、嚇唬敵人時(shí)會(huì)產(chǎn)生生物噪聲，這在海洋的某些區(qū)域和特定時(shí)期比