海洋环境噪声矢量场监测与数据分析软件设计

发布时间：2020-02-16 06:50

【摘要】：海洋环境噪声矢量场观测潜标系统能够长时间观测、记录海洋环境噪声场的声压与振速信息,具有重要的科学意义与军事意义。海洋环境噪声矢量场监测与数据分析软件是该系统的重要组成部分,主要功能包括四项:对潜标系统的配置;矢量噪声数据分析;GPS数据记录及试验船航行轨迹的绘制;AIS数据记录及水面船只的动态监测。论文主要是完成海洋环境噪声矢量场监测与数据分析软件的设计与实现,并结合数据分析软件,对浅海低频环境噪声的特性进行分析。论文具体工作如下:首先,结合潜标系统对数据分析软件进行了需求分析,确定了软件的总体设计以及具体功能划分,并设计了软件的主要工作流程。对软件中的四个主要功能模块:串行接口模块、信息处理模块、信息显示模块以及信息管理模块的具体实现进行了详细的设计。然后,针对软件实现过程中所使用的关键技术进行了分析研究,主要包括动态链表技术、多线程技术、数据库技术以及应用文档的调用等,具体地介绍了在软件实现过程中的应用情况。最后,结合海洋环境噪声矢量场数据分析软件所记录的水面船只AIS位置信息,对潜标系统所记录的环境噪声矢量场数据进行了分析,主要包括时间特性、频率特性和空间特性,并重点分析了在浅海条件下50Hz～300Hz低频范围内船只对海洋环境噪声特性的影响。海洋环境噪声矢量场监测与数据分析软件完成了预定功能,在海试中能够实现对潜标系统的通信控制,运行状况良好,数据分析处理与显示等均正确无误。
【图文】：

矢量图,海洋环境噪声,矢量场,辐射噪声

１．２．３海洋环境噪声矢量场观测潜标系统逡逑为利用矢量水听器观测海洋环境噪声矢量场，构建了一套海洋环境噪声矢量场观测逡逑潜标系统。如图１．１所示，该系统主要由海底设备与水面设备组成，共同完成对海洋环逡逑境噪声矢量场的监测。海底设备主要是通过矢量水听器记录海洋环境噪声矢量声场的ｆ逡逑息，水面设备则是工作于试验船上的海洋环境噪声矢量场数据分析软件，负责对海底＃逡逑标系统的配置保证其正常的采集工作，同时具备噪声数据分析功能。逡逑ＡＩＳ．邋ＧＰＳ逡逑－．一逡逑海面逡逑逦逦逡逑？汴球逡逑矢１：水听器潜标逡逑｜邋声学释放器逡逑海底逦锚逡逑■邋■逦￣—＾邋邋逦逡逑图１．１海洋环境噪声矢量场观测系统示意图逡逑考虑到海洋环境噪声分析的一项重耍内容就是舰船问标的辐射噪声，试验期间矢量逡逑水听器潜标系统布放的海域附近的船只数据信息对于解读矢量水听器数据具有重要的逡逑意义，因此加入了邋ＧＰＳ与ＡＩＳ作为水面船只信息的监测设备。ＧＰＳ定位系统主要给出逡逑试验母船的位置，，ＡＩＳ系统主要给出附近水面船只的位置、尺寸、航速等信息。根裾船逡逑舶航行安全要求，现在大多数船只都要求安装有ＡＩＳ系统，以唯一的身份识别码ＭＭＳＩ逡逑３逡逑

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此海洋环境噪声矢量场观测潜标系统主要包括一套自容式矢量水听器潜标、一套逡逑ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ邋Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ邋Ｓｙｓｔｅｍ）定位系统、一套ＡＩＳ系统以及一套数据处理分析软件，逡逑如图１．２所示。从图１．２中可以看出，海洋环境噪声矢量场数据分析软件是海洋环境噪逡逑声矢量场观测系统数据分析的核心，它将综合由矢量水听器潜标所采集到的噪声数据，逡逑由ＧＰＳ所获取的位置及时间信息，以及由ＡＩＳ设备所获得的水面船只的信息等共同对逡逑海洋环境噪声矢量场进行监测及数据分析。逡逑ＧＰＳ天线逡逑ＡＩＳ邋天线逡逑逦逡逑■机逦彳．．－＇＇Ｏｆ逡逑［逦］逦．逦．逦ｔ邋一一邋１逡逑ＵＳＢ数据线邋逦邋／逦．备逡逑＾——一邋－－逦／逦Ｖ０逦文八也不逡逑（．丨－１逦ＡＩＳ邋主机逡逑矢量水听灥逦ＩＳｆ逡逑图１．２海洋环境噪声数据分析软件工作结构示意图逡逑综上所述，海洋环境噪声矢量场数据分析软件是海洋环境噪声矢量场观测系统的重逡逑要组成部分，在海洋环境噪声矢量场观测中具有重要的意义。海洋环境噪声矢量场数据逡逑分析软件的设计与实现及其在浅海低频环境噪声特性分析中的应用正是本文的工作重逡逑点。逡逑１．３论文内容安排逡逑本论文的主要工作是海洋环境噪声矢量场监测与数据分析软件的设计与实现，并结逡逑合数据分析软件，对浅海低频环境噪声的特性进行分析。论文主要内容如下：逡逑１．
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P714.3;TP311.52

【参考文献】