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[发明专利]被动声呐浮标布阵方法和装置-CN202310759976.6在审
发明人：程兴华;刘巍;肖汶斌;王勇献;王得志;包长春;王文珂;李乐;吴佳妮;郑林涛 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2023-06-26 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G01S7/52 文献下载
摘要：本申请涉及被动声呐浮标布阵方法和装置，该方法通过针对关注海区上的目标探测需求，基于声呐性能预报，通过构建目标在关注海区的运动航路集合，设置目标的运动深度分布，在可能航行路径上构建声呐浮标阵列布放区域及布放深度，然后对声呐浮标阵列布放区域进行网格划分并计算声呐浮标阵列布放区域各网格点处布放的声呐浮标的性能数据，进而构建声呐浮标阵列对目标的探测效能模型。再获取关注海区中声呐浮标阵列的约束参数，通过数值优化算法计算得到在约束参数下的声呐浮标阵列布放区域内最优的声呐浮标阵列布放参数，最后根据声呐浮标阵列布放参数在声呐浮标阵列布放区域内完成声呐浮标布阵。提高了声呐浮标布阵效能。
被动声呐浮标布阵方法装置

[发明专利]面向多核CPU集群系统的水声传播模型混合并行方法-CN202110983335.X有效
发明人：蓝强;马树青;颜冰;朱勋江;肖汶斌;刘巍;程兴华;王勇献;王文珂;张理论 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-08-25 - 公布日： 2023-08-08 - 主分类号： G06F9/50 文献下载
摘要：本发明属于高性能计算与计算海洋声学交叉技术领域，尤其涉及面向多核CPU集群系统的水声传播模型混合并行方法。包括如下步骤：为混合并行模块设计输入配置文件，定义配置文件的要素与格式，设计串行程序框架，解析配置文件，编写主循环处理各个环境输入文件对应的声场计算任务，节点间的任务划分，针对待处理的输入文件任务总数，通过MPI并行方式进行节点间任务划分；实现节点内的多核并行处理。本发明提供了一种面向多核CPU集群系统的水声传播模型混合并行方法，实现了海洋声学水声传播工具箱中各个水声传播模型的统一并行框架，实现了典型水声传播模型的MPI+OpenMP的混合并行，有效提高大规模声场计算任务的计算效率。
面向多核 cpu 集群系统传播模型混合并行方法

[发明专利]一种距离相关水声学应用的海洋模式数据坐标转换方法-CN202310234803.2在审
发明人：肖汶斌;史剑;王芊惠;王勇献;廖思远;程兴华;刘巍 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2023-03-13 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G06F30/28 文献下载
摘要：本发明属于海洋模式数据的水声学应用技术领域，尤其涉及一种距离相关水声学应用的海洋模式数据坐标转换方法。本发明基于垂向σ坐标、水平非结构化三角形网格的海洋模式数据，采用“先水平后垂向”的数据坐标处理思路，实现温盐深数据从海洋模式物理空间域向水声学应用物理空间域的有效转换，进而获取距离相关条件下的海洋水声场能量分布，为海洋模式与水声传播的耦合应用提供技术基础。本发明实现了从海洋模式产出的海洋动力环境要素数据出发，获取面向海洋水声学应用的温盐深数据坐标转换技术方案，且考虑了海洋动力环境要素的距离相关特性，便于实现海洋模式与水声传播耦合应用下的数据坐标转换模块化运算。
一种距离相关声学应用海洋模式数据坐标转换方法

[发明专利]一种基于流形滤波和JBLD散度的信号检测方法及系统-CN202110567114.4有效
发明人：华小强;程永强;王宏强;周鹤峰;王勇献 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-05-24 - 公布日： 2022-10-28 - 主分类号： G01S13/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于流形滤波和JBLD散度的信号检测方法及系统，本发明包括计算每个样本数据的托普利兹正定矩阵；针对每一个距离单元i，取距离单元i左右2M个托普利兹正定矩阵与自己的托普利兹正定矩阵组成第一矩阵集，计算第一矩阵集的加权平均滤波矩阵并滤波以执行滤波；取滤波后距离单元i左右2N个托普利兹正定矩阵组成第二矩阵集，计算第二矩阵集的JBLD散度均值矩阵；根据托普利兹正定矩阵、第二矩阵集的JBLD散度均值矩阵之间的JBLD散度是否超过检测门限以确定对应的距离单元是否存在目标。本发明能有效的减少杂波能量，提高目标与杂波间的区分性，进而提升信杂比，尤其在低信杂比情况下具有较好的检测性能。
一种基于流形滤波 jbld 信号检测方法系统

[发明专利]基于切比雪夫多项式谱的水下声场数值模拟方法、系统及介质-CN202010476610.4有效
发明人： 王勇献;刘巍;肖汶斌;蓝强;屠厚旺;程兴华;周泽民;马树青;王文珂 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-05-29 - 公布日： 2022-10-11 - 主分类号： G06F30/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于切比雪夫多项式谱的水下声场数值模拟方法、系统及介质，本发明方法包括建立柱坐标系下声学传播Helmholtz方程的简化控制方程；将简化控制方程完成z坐标向x坐标的自变量变换；对简化控制方程实施切比雪夫正变换，将物理空间映射到谱空间上，形成谱空间中离散化后的线性方程组；求解谱空间中离散化后的线性方程组，得到谱空间上的解；对谱空间上的解实施切比雪夫反变换，将谱空间上的解映射回物理空间；完成x坐标向z坐标的自变量反变换获得u(r，z)并求出声压场p；计算传播损失。本发明适合在使用较少离散网格点的条件下获得更高的计算精度，能够充分发挥硬件平台的计算性能，显著加快数值模拟的速度。
基于多项式水下声场数值模拟方法系统介质

[发明专利]一种提高海洋声场预报精度的方法、系统及介质-CN202011083585.X有效
发明人：刘巍;王勇献;张理论;程兴华;肖汶斌;马树青 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-10-12 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G01H3/04 文献下载
摘要：本发明公开一种提高海洋声场预报精度的方法、系统及介质，该方法步骤包括：步骤S1.获取待测海洋水声场的现场测量数据以及声源的参数信息，建立水平分层海洋环境下的柱坐标系水声Helmholtz方程，经过变换后得到深度方程；步骤S2.建立声场上、下边界的声矢量；步骤S3.将声矢量分别从上、下边界向中间深度传递；步骤S4.在中间深度建立声矢量方程，并求解上、下边界的垂直振速，计算出各层声压波数核函数；步骤S5.对声压波数核函数进行水平波数积分，得到接收深度的声压值；步骤S6.计算接收深度的传播损失曲线，实现待测海洋声场的预报。本发明能够基于海洋环境测量数据实现声场预报，同时能够提高海洋声场预报的精度。
一种提高海洋声场预报精度方法系统介质

[发明专利]一种预报海洋矢量声场的方法、系统及介质-CN202011083604.9有效
发明人：刘巍;王勇献;张理论;程兴华;肖汶斌;马树青 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-10-12 - 公布日： 2022-07-12 - 主分类号： G01H3/04 文献下载
摘要：本发明公开一种预报海洋矢量声场的方法、系统及介质，该方法步骤包括：S1.获取待预报海洋区域的现场测量数据以及声源参数信息，建立柱坐标系水声Helmholtz方程，经过变换后得到深度方程；S2.求解深度方程，获得各介质层分界面的声压核函数与垂直振速核函数；S3.根据声压核函数计算声压，根据垂直振速核函数使用基于Hankel反变换积分式垂直方向导数计算垂直振速，以及基于Hankel反变换积分式水平方向导数计算水平振速；S4.根据求解出的声压、振速矢量，计算出待预报海洋区域的水声传播损失与声强矢量。本发明能够基于海洋环境测量数据实现振速矢量的预报，同时能够提高振速矢量预报的精度。
一种预报海洋矢量声场方法系统介质

[发明专利]基于经验正交函数分解的高分辨率声速剖面数据压缩方法-CN202110457459.4有效
发明人：肖汶斌;王勇献;颜恺壮;程兴华;刘巍;张理论 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-04-27 - 公布日： 2022-04-19 - 主分类号： G06F16/215 文献下载
摘要：本发明属于三维温盐深数据的海洋声学应用技术领域，尤其涉及基于经验正交函数分解的高分辨率声速剖面数据压缩方法，具体如下：以高分辨率海洋再分析产品提供数据，采用声速公式转换获得海水声速剖面数据；针对海洋声学应用技术领域的特点，将某一时空维度下的高分辨率、长时间序列声速剖面数据延拓至海底沉积层；以主模态的特征向量作为声速剖面经验正交函数分解的基函数，压缩表示某一时空维度下的高分辨率、长时间序列声速剖面信息。本发明实现了从高分辨率海洋再分析产品出发，获取声速剖面数据压缩的技术方案；实现了某一时空维度下声速剖面数据的有效压缩，获得高分辨率、长时间序列声速剖面数据压缩率90％以上的有益效果。
基于经验正交函数分解高分辨率声速剖面数据压缩方法

[发明专利]射线水声传播模型的多核并行方法-CN202110983364.6在审
发明人：蓝强;马树青;颜冰;肖汶斌;刘巍;程兴华;王勇献;王文珂;张理论 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-08-25 - 公布日： 2021-11-19 - 主分类号： G06F8/41 文献下载
摘要：本发明属于高性能计算与计算海洋声学交叉技术领域，尤其涉及射线水声传播模型的多核并行方法。通过性能分析工具分析射线水声模型的热点区域，针对射线水声模型的热点函数开展并行性分析，并设计多核并行策略，采用OpenMP编程模型实现射线水声模型的多核并行；本发明构建了射线水声传播模型的并行计算框架，有效提高射线水声传播声场计算的效率，面向多核CPU计算平台，针对典型海洋环境的声场计算，取得了60％以上的并行效率；为声呐性能预报、水下目标定位以及海洋环境参数反演等提供快速的声场计算模型。
射线传播模型多核并行方法

[发明专利]一种水听器阵列的基元空间位置有源测量系统及方法-CN202110462901.2在审
发明人：周泽民;吴艳群;马树青;包长春;王勇献;张理论 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-04-21 - 公布日： 2021-08-06 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种水听器阵列的基元空间位置有源测量系统及方法，其中系统包括：在预设海域内布放的水听器阵列，在预设海域的海面进行绕行运动的声源船，与该声源船配合获取水听器阵列的基元位置的接收站。声源船中设置的探测声源输出模块根据预设的时间周期向水听器阵列发出探测声信号，以及向接收站发送校准信号。接收站上的基元位置计算模块接收校准信号和水听器阵列接收的探测声信号时产生的传感信号，并对传感信号进行采样处理得到数字信号，将数字信号以预设的时间长度分为多帧信号文件，且根据各帧信号文件中起始采样对应的时刻为各帧信号文件赋上信号时戳。根据各帧信号文件上的信号时戳和校准信号求取水听器阵列中各基元的大地坐标。
一种水听器阵列空间位置有源测量系统方法

[发明专利]基于字典学习的高分辨率声速剖面稀疏编码及存储方法-CN202110457488.0在审
发明人： 王勇献;肖汶斌;颜恺壮;刘巍;程兴华;张理论 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2021-04-27 - 公布日： 2021-06-29 - 主分类号： G06F16/215 文献下载
摘要：本发明属于三维温盐深数据的海洋声学应用技术领域，具体涉及基于字典学习的高分辨率声速剖面稀疏编码及存储方法。实现流程如下所示：计算全球海域的海水声速剖面数据；对所有经纬度进行遍历将数据深度统一延拓至海底沉积层；按照不同经纬网格点下的采样时刻依次排列组合目标矩阵；利用过完备字典对原数据矩阵进行稀疏编码；将稀疏矩阵进行CSR存储。本发明提对基于全球高分辨率海洋再分析产品的大规模声速剖面数据提供了压缩存储的技术，方便数据的运用和交流；在确保数据的误差情况下，极大地压缩了相关数据，获得高分辨率、长时间序列声速剖面数据压缩80％以上的有益效果。
基于字典学习高分辨率声速剖面稀疏编码存储方法

[发明专利]基于高分辨率海洋再分析产品获取水声场特性数据的方法-CN201910058325.8有效
发明人：肖汶斌;王勇献;刘巍;程兴华;王得志;张理论 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2019-01-22 - 公布日： 2021-03-12 - 主分类号： G01N29/024 文献下载
摘要：本发明属于三维温盐深数据的海洋声学应用技术领域，尤其涉及基于高分辨率海洋再分析产品获取水声场特性数据的方法。以高分辨率海洋再分析产品提供全球海域的数据，采用声速公式转换获得特定海域的海水声速剖面数据；以一定周期循环获取特定海域不同深度下的海水声速剖面变化数据；利用上述数据获取特定海域的海水声速分布数据、以及声源位置数据；本发明用于获取大范围、长时序、动态的海洋水声场特性数据的技术方案；形成从海洋环境数据到水下声学环境及其数据产品的信息链路；借助海洋再分析产品的全球性等特性，有效提高广域海区水声场特性数据的获取效率和精准度；实现中尺度条件下水声场数据集的高效并行计算。
基于高分辨率海洋再分产品获取声场特性数据方法

[发明专利]一种海洋模式与资料同化的数据耦合方法、系统及介质-CN202010479194.3在审
发明人： 王勇献;肖汶斌;蓝强;刘巍;程兴华;华小强;颜冰;张理论;张文 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-05-29 - 公布日： 2020-09-08 - 主分类号： G06F16/16 文献下载
摘要：本发明公开了一种海洋模式与资料同化的数据耦合方法、系统及介质，本发明的方法中，将海洋数值模式模块和资料同化模块的数据交换与对接的步骤具体包括：将海洋数值模式模块产生的、描述特定物理量的、以分布式文件存储的多个分区文件，合并成可被资料同化模块所读取使用的全空间场文件。本发明采用并发访问技术，实现了模式计算与资料同化间的高效数据交换及全工作流程的无缝整合。
一种海洋模式资料同化数据耦合方法系统介质

[实用新型]一种应用于涡致水体运动监测的传感器装置-CN202020068065.0有效
发明人：王得志;张理论;马树青;包长春;王勇献 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-01-14 - 公布日： 2020-08-14 - 主分类号： G01B7/02 文献下载
摘要：本实用新型属于涡致水体运动监测技术领域，尤其涉及一种应用于涡致水体运动监测的传感器装置。一种应用于涡致水体运动监测的传感器装置，包括中间设有安装腔的柔性外套体，设于安装腔内部的芯杆、设置于芯杆上的第一应变片组；芯杆下从柔性外套体的底部伸入安装腔中，芯杆的表面设有多个第一凹槽，第一凹槽呈环形阵列绕芯杆轴线设置，第一凹槽沿芯杆长度向两侧穿出芯杆两端，每个第一凹槽内设置有第一应变片组；还包括安装座。本实用新型通过利用分布式应变片的设计测量水体运动激励下触须整体形变，相对于传统设计，可以获得更为丰富的水体运动信息，从而方便后端信号处理单元的分析和识别。
一种应用于水体运动监测传感器装置

[发明专利]一种水听器阵列的基元空间位置有源测量系统及方法-CN202010354429.6在审
发明人：周泽民;吴艳群;马树青;包长春;王勇献;张理论 -专利权人：中国人民解放军国防科技大学
申请日： 2020-04-29 - 公布日： 2020-08-11 - 主分类号： G01S5/18 文献下载
摘要：本发明涉及一种水听器阵列的基元空间位置有源测量系统及方法，其中系统包括：在预设海域内布放的水听器阵列，在预设海域的海面进行绕行运动的声源船，与该声源船配合获取水听器阵列的基元位置的接收站。声源船中设置的探测声源输出模块根据预设的时间周期向水听器阵列发出探测声信号，以及向接收站发送校准信号。接收站上的基元位置计算模块接收校准信号和水听器阵列接收的探测声信号时产生的传感信号，并对传感信号进行采样处理得到数字信号，将数字信号以预设的时间长度分为多帧文件，且根据各帧文件中起始采样对应的时刻为各祯文件赋上信号时戳。根据各祯文件上的信号时戳和校准信号求取水听器阵列中各基元的大地坐标。
一种水听器阵列空间位置有源测量系统方法

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