[发明专利]实现船舶水下标量电位由远及近曲化直换算的方法

说明书

本发明涉及船舶水下电场技术领域，具体涉及一种实现船舶水下标量电位由远及近曲化直换算的方法。采用电场传感器阵列获得测量曲线S上各个测量点的电位测量值；将测量曲线S上电位测量值作为目标直线L上的初始电位值，并进行边界积分运算，得到测量曲线S上的电位换算值；计算测量曲线S上各个点的电位换算值和原始测量值的差值e，并依据差值e对目标直线L上的初始电位值进行调整；将调整后的初始电位值迭代运算，直至测量曲线S上的电位换算值与电位测量值之间的差值小于阈值，则将此时目标直线L上的电位值输出。曲化平换算可以视为多组不同竖直面上曲化直换算的结果的组合，多次使用本方法可以用于实现船舶水下标量电位的由远及近曲化平换算。

技术领域

本发明涉及船舶水下电场技术领域，具体涉及一种实现船舶水下标量电位由远及近曲化直换算的方法。

背景技术

目前，船舶消磁技术、声隐身技术及相关探测与对抗技术的发展日趋完善，船舶的声、磁信号的探测也就越来越困难。随着电场探测传感器的迅速发展，船舶水下电场的测量成为可能。研究表明，中型船舶附近的水下静电场总场强具有数百μV/m的量级，并且在近场区域内表现出明显的分布特征，是一个可被利用的新的船舶目标信号。船舶电场对船舶活动状态的监视和跟踪具有重大的意义。

深度换算正是研究电场分布规律的一种重要方式，它是指在实际测量得到某一深度场域上电场分布特征的基础上，根据场域内电场的物理特性，结合数值方法获得船舶电场在不同深度场域上分布状况的一种方法。根据换算方向的差异，可分为由远及近换算和由近及远换算。在场源(船舶)下方的无源区域内，由远及近换算即从远离源的测量面向靠近源的目标面进行换算的过程，由近及远换算即从靠近源的测量面向远离源的目标面进行换算的过程，不同的换算方向对应不同的场域边界条件。

目前所有的换算算法均要求用于换算的源数据为平行于水平面的某深度平面上的电场数据，只能实现由平面上的电场数据得到不同深度平面上电场数据的换算(可简称为“平化平”换算)和由平面上的电场数据得到不同深度曲面上电场数据的换算(可简称为“平化曲”换算)。而实际上，由于海洋环境的影响及布设方法的限制，电场测量传感器往往难以实现平面布设，因此通常只能获得曲面上的电场测量数据，这就使得已有的“平化平”及“平化曲”换算方法不能适用。因此，研究由曲面上的电场数据换算得到另一深度平面上电场数据的换算方法(即“曲化平”换算)具有重要的实际应用价值。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种换算精度高，且换算精度、换算距离、换算计算量、换算时间等可主动控制，便于实际应用的实现船舶水下标量电位由远及近曲化直换算的方法。

本发明一种实现船舶水下标量电位由远及近曲化直换算的方法，其技术方案为：

在xOz平面内构建较深深度下的测量曲线S和较浅深度下的目标直线L，所述xOz平面为与水平面垂直的竖直平面，z方向竖直向下，x方向垂直于z方向，平行于水平面，所述测量曲线S和目标直线L上以相同的水平间隔设置有均匀分布的若干测量点；

曲化直换算过程包括：

步骤一：采用电场传感器阵列获得测量曲线S上各个测量点的电位测量值；

步骤二：将测量曲线S上各个测量点的电位测量值分别作为目标直线L上具有相同x坐标的各个测量点的初始电位值；

步骤三：利用目标直线L上各个测量点的初始电位值，进行边界积分运算，得到测量曲线S上各个测量点的电位换算值；

步骤四：计算测量曲线S上各个点的电位换算值和原始测量值的差值e，并依据差值e对目标直线L上的初始电位值进行调整；

步骤五：将调整后的初始电位值带入步骤三进行边界积分运算，重复步骤三和步骤四，直至测量曲线S上的电位换算值与电位测量值之间的差值小于阈值，则将此时目标直线L上的电位值输出。