[发明专利]一种利用水下声源发射声信号反演水下声音探测器位置的方法

权利要求书

1.一种利用水下声源发射声信号反演水下声音探测器位置的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.在施工船铺设完探测阵列后，得到探测器阵列的大致布设范围，并将探测器所在位置区域划分为1m×1m的网格，并对各网格进行编号；

S2.在探测器阵列范围周边选取N个位置，布放水下换能器，发射脉冲信号；探测器阵列中的探测器在信号发射前开始记录声音信号、信号发射后记录声音信号；发射完成后得到探测器阵列记录的N个位置发射脉冲信号的声音信号数据，同一个位置的水下换能器发射M次信号，为M组数据；因此，一共得到M₁+M₂+M₃+…+M_N组数据；同时记录水下换能器发射脉冲声音信号位置的具体坐标；

S3.在探测器阵列记录的每组信号数据中提取出脉冲信号，并得到每一个探测器接收到脉冲信号起始时刻的时间戳；同一组信号数据中,总共得到X个时间戳，其中X代表探测器阵列中探测器的数量；

S4.同一组信号数据中，第i号探测器接收到的脉冲信号起始时间戳为T_I,第j号探测器接收到脉冲信号起始时刻的时间戳为T_j，计算得到第k个脉冲信号发射位置P_k到第i号探测器和到第j号探测器的距离差D_ij-k＝(T_I-T_j)˙V,其中V为水下声速；

S5.假设i号探测器和j号探测器分别在第u个和第v个网格上，计算得到第i号探测器和第j号探测器到第k个脉冲信号发射位置的距离差d_ij-k；

S6将d_ij-k与信号分析得到的距离差D_ij-k比较，得到两者之差：

Δd_ij-k＝D_ij-k-d_ij-k，k＝1,2,3…N；

由于有N个水下换能器，即N个脉冲信号发射位置，因此有N个Δd_ij,取它们的绝对值之和ΔD，记为位置差；

S7.M组数据中，每组一组i号探测器和j号探测器的假设位置均得到一个位置差ΔD，考虑两个探测器位置的各种可能组合，即遍历网格区域的各个网格，得到最小的一个ΔD，其对应的i号探测器和j号探测器的位置就是与实际最接近的探测器位置，并记录采用第i号探测器和第j号探测器的组合得到第i号探测器的位置坐标为S_i-j；

S8.重复S5-S7中的各步骤，得到采用第i号探测器和第k号探测器的组合，得到的第i号探测器的位置坐标S_i-k，由于探测器为X个，一共得到X-1个位置坐标，取平均值或中位数得到第i号探测器最终的位置坐标S_i；

S9.重复上述步骤，得到每一个探测器的坐标S_i,i＝1,2,3…X。

2.根据权利要求1所述的一种利用水下声源发射声信号反演水下声音探测器位置的方法，其特征在于，S4中所述第k个脉冲信号发射位置P_k到第i号探测器和到第j号探测器的距离差D_ij-k为M组数据计算结果的平均值。

3.根据权利要求1所述的一种利用水下声源发射声信号反演水下声音探测器位置的方法，其特征在于，S2中所述水下换能器的个数N为：5≤N≤10。