基于浅海声场传播特性的海底声参数反演研究

论文摘要

海水环境参数和海底声学参数共同构成了水声传播计算的最重要的环境参数,相比水体环境参数,海底声参数更难直接测量,因而对其的有效获取研究一直是水声学中的热门课题。与直接测量的方法相比,声学方法反演可以避免人力、物力的浪费,能高效的获取海底声参数,有着良好的发展前景。本文针对浅海海底声参数的获取问题,提出了一种基于贝叶斯理论的浅海海底纵波声速、横波声速、纵波衰减、横波衰减、密度5项海底声参数反演方法。使用中,首先通过快速场方法(Fast Field Method,FFM)计算声压场的理论预报值,其次根据贝叶斯理论基于似然函数建立实测声压场与理论声压场之间的目标函数,并分析了该目标函数对各参数敏感度大小,最后依照Metropolis接受准则采样给出待反演参数的后验概率密度(Posterior Probability Density,PPD)作为反演结果,并从统计角度对反演结果的不确定性进行分析。为验证本方法的可行性与可靠性,本文分别采取数值模拟和实验室水池实验数据进行反演研究,研究结果表明:(1)与传统地声参数反演方法相比,本方法用反映地声参数向量综合信息的后验概率统计特性表征反演结果,相比传统只能给出待反演参数点估计的反演方法,反演信息更加全面、科学;(2)在本文给出的、基于贝叶斯理论的反演目标函数下,利用Metropolis准则采样,可以准确得到待反演参数的PPD;(3)与纵波衰减、横波衰减相比,纵波声速、横波声速以及密度的不确定性更小,对声压场的变化更敏感;(4)反演均值计算得到的传播损失曲线与仿真、实验结果基本一致。时域波形计算预报结果与实测信号波形匹配较好,不考虑换能器发射余振的影响下,二者相关系数ρ为0.89,证明了本反演方法在实际应用中的可靠性。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 郑广学

导师: 郑红,祝捍皓

关键词: 贝叶斯理论,海底声参数反演,快速场方法,不确定性分析

来源: 浙江海洋大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 海洋学,海洋学

单位: 浙江海洋大学

基金: 国家自然科学基金(11704337),舟山市科技计划项目(2017C41003),声场声信息国家重点实验室开放课题(SKLA201901)

分类号: P733.2;P714

DOI: 10.27747/d.cnki.gzjhy.2019.000011

总页数: 58

文件大小: 4340K

下载量: 97

相关论文文献

• [1].多情景源排放参数反演下典型优化算法性能对比[J]. 北京工业大学学报 2020(04)
• [2].系数矩阵误差对地壳应变参数反演的影响[J]. 武汉大学学报(信息科学版) 2017(10)
• [3].免疫算法的改进及在参数反演中的应用[J]. 微计算机信息 2010(15)
• [4].遗传算法在光散射模型参数反演中的应用[J]. 激光与红外 2008(04)
• [5].一种火山岩浆源参数反演的粒子群算法[J]. 测绘科学 2020(08)
• [6].复变量求导法灵敏度分析及弹塑性参数反演[J]. 东南大学学报(自然科学版) 2008(01)
• [7].基于蚁群算法的碾压混凝土坝参数反演分析[J]. 科技风 2014(09)
• [8].同伦方法在环境水质模型参数反演中的应用[J]. 世界地质 2008(03)
• [9].弹性参数反演在“甜点”预测中的应用[J]. 西部探矿工程 2017(01)
• [10].粒子群算法改进及内变量本构模型参数反演[J]. 煤田地质与勘探 2017(02)
• [11].基于地震数据的岩石弹性参数反演方法[J]. 中国石油大学学报(自然科学版) 2012(05)
• [12].改进混沌蚁群算法在新疆冰川河流水质模型参数反演优化中的应用[J]. 水利规划与设计 2017(08)
• [13].基于幅相一致性校正的稳健植被参数反演方法[J]. 电子与信息学报 2015(02)
• [14].基于局部信息的建筑火灾火源参数反演研究[J]. 中国安全科学学报 2014(05)
• [15].基于优化神经网络的高拱坝力学参数反演[J]. 粉煤灰综合利用 2020(02)
• [16].三层植被极化干涉建模及参数反演新方法研究[J]. 红外与毫米波学报 2011(04)
• [17].基于遗传算法的海气耦合模型参数反演[J]. 解放军理工大学学报(自然科学版) 2009(05)
• [18].遥感模型多参数反演相互影响机理的研究[J]. 遥感学报 2008(01)
• [19].被动微波遥感观测资料干扰对地表参数反演的影响分析[J]. 国土资源遥感 2017(03)
• [20].某电站大坝参数反演分析[J]. 西北水电 2018(01)
• [21].基于参数反演的滑坡稳定性分析[J]. 四川水泥 2018(08)
• [22].弹性参数反演与属性融合技术在“甜点”预测中的应用[J]. 天然气地球科学 2017(04)
• [23].模拟AMSR-E数据的地表多参数反演[J]. 国土资源遥感 2011(01)
• [24].基于隧洞围岩参数反演与地质判释的快速动态设计研究[J]. 陕西水利 2016(05)
• [25].基于位移反分析法的隧道围岩参数反演研究[J]. 土工基础 2018(05)
• [26].粒子群算法在概率积分法沉陷预计模型参数反演中的应用[J]. 测绘工程 2017(10)
• [27].基于遗传神经网络算法的纺织生产过程参数反演[J]. 东华大学学报(自然科学版) 2016(02)
• [28].光散射模型中遮蔽函数的参数反演[J]. 红外与激光工程 2014(01)
• [29].叠前地震数据弹性参数反演及反演策略浅析[J]. 地球物理学进展 2013(02)
• [30].微波遥感地表参数反演进展[J]. 中国科学:地球科学 2012(06)

标签：贝叶斯理论论文;  海底声参数反演论文;  快速场方法论文;  不确定性分析论文;