朱方伟， 郑广赢， 刘福臣

(1.声呐技术重点实验室， 浙江 杭州 310023； 2.杭州应用声学研究所， 浙江 杭州 310023)

深海声源深度估计一直是国际声学界研究的热点与难点。得益于可靠声路径模式下的声场特征，国内外最近的研究重心在于利用布放在深海临界深度(该深度的声速等于海面处的声速)以下的垂直线阵，来检测和定位表层水体(海面300 m内)的声源。Mccargar等[1-4]考虑到可靠声路径下声场劳埃德镜干涉-直达声与海面反射声的相干叠加，其在距离和深度平面上呈现与声源深度相关的干涉条纹，对于窄带信号，信号波束强度作为距离和时间的函数是随声源深度的调制而变化的，提出了基于广义傅里叶变换的声源深度估计方法，并分析了信噪比、距离-角度跨度等条件变换下的深度估计性能。对于宽带信号，Yang等[5]指出相对于频率的声强条纹会由声源深度调制(对于接收器低于临界深度的情况)，并且可以通过匹配声场干涉结构用于声源深度估计。Duan等[6]使用扩展卡尔曼滤波器跟踪随距离和时间变化的测量频率条纹，将其与建模的干涉结构进行比较，以估计声源深度。王梦圆等[7]利用座底单水听器自相关函数提取的直达波与海面反射波时延差结合双水听器的距离估计结果估计声源深度。杨刚等[8]基于可靠声路径，根据目标仰角的变化进行深度估计。刘炎堃等[9]基于深海运动目标在深海中的直达波与海面发射波的到达时延与位置之间的关系用座底单水听器进行目标深度估计。……