[发明专利]一种基于海洋环境数据进行水声通信的辅助决策方法

权利要求书

1.一种基于海洋环境数据进行水声通信的辅助决策方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：通过设定潜航器参数、通信节点参数，同时根据通信节点参数中位置参数获得的预处理后的海洋环境数据；

第二步：通过在声场分析中引入所有数据，获得用于评估通信效能的高精度传播损失；

第三步：通过通信效能评估算法将水声通信的效果以通信距离和信号余量的方式进行数据化、直观化展示；

第四步：根据通信节点的海深以及声速剖面判断是否存在会聚区，在判断可产生会聚区的情况下，结合计算结果中的声线轨迹和极限角，获得会聚区位置信息；

第五步：根据通信距离、信号余量、会聚区位置，获得最优的通信位置。

2.根据权利要求1所述的一种基于海洋环境数据进行水声通信的辅助决策方法，其特征在于：在第一步中，所述潜航器参数包括任务区域位置、声源级、发射指向性指数；所述通信节点参数包括经纬度和深度；所述环境数据包括海底高程数据、海洋水文数据、海洋底质数据。

3.根据权利要求2所述的一种基于海洋环境数据进行水声通信的辅助决策方法，其特征在于：所述海底高程数据的数据结构为：以通信节点位置为原点，在不同方位上高程随距离变化而变化。

4.根据权利要求1所述的一种基于海洋环境数据进行水声通信的辅助决策方法，其特征在于：在第二步中，传播损失计算采用经典射线模型进行计算，计算需基于环境数据、潜航器参数以及通信节点参数。

5.根据权利要求1所述的一种基于海洋环境数据进行水声通信的辅助决策方法，其特征在于：在第五步中，所述通信位置包括通信节点方向、通信节点距离、通信节点深度。

6.根据权利要求1所述的一种基于海洋环境数据进行水声通信的辅助决策方法，其特征在于：在第四步之后，还需要结合通信效能评估算法计算得到的通信距离、信号余量以及会聚区计算结果，对不同方位上水声通信的效果进行评估。

7.根据权利要求7所述的一种基于海洋环境数据进行水声通信的辅助决策方法，其特征在于：对不同方位上水声通信的效果进行评估的评估规则为：

①当一个方位存在会聚区时，其邻近的海域内则存在影区，在需求通信距离不远的情况下，将存在会聚区的方位增加一个评估系数A₁，该系数为负值；

②根据通信距离排出各个方位的评估系数A₂，该系数的值遵从根据通信距离从小到大排列这一规则；

③根据信号余量排除各个方位的评估系数A₃，该系数的值由方位上影区分布大小决定，该系数为负值；

④最后的评估系数为各个系数的和A＝A₁+A₂+A₃，当系数小于一定值时，该方位为通信航行限制方位。

8.根据权利要求7所述的一种基于海洋环境数据进行水声通信的辅助决策方法，其特征在于：还对通信限制方位进行评估，在得到通信效能评估结果和通信限制方位评估结果后，综合两者作为目标函数，作出最优的通信位置的数值预报，从而确定通信位置。

9.根据权利要求1所述的一种基于海洋环境数据进行水声通信的辅助决策方法，其特征在于：在第五步中，根据通信距离、信号余量、会聚区位置根据模拟退火算法确定通信位置。