基于非线性贝叶斯理论的单矢量水听器地声参数反演研究

发布时间：2021-01-03 12:56

　　随着我国对海洋领域重视程度的不断提升,认识、了解海洋环境变得尤为紧迫。海底的声速、密度、吸收系数等声学参数对水声信号的传播有着重要影响,因此海底信息的获取——声学反演技术研究已成为水声研究中的重要课题之一。随着水声研究低频、甚低频的趋势化发展,声传播问题的解析和验证往往需要更深层的海底参数信息,开展深层海底声学物理特性信息声学反演技术研究愈发迫切。因此,本文基于甚低频矢量水听器获取的声压和垂直振速蕴含的垂直波阻抗信息,利用非线性贝叶斯理论开展深层海底参数反演研究,并结合海试数据获取了某海域的海底参数信息。首先,研究了一种全局优化算法——自适应单纯形模拟退火算法（ASSA）,该方法结合了模拟退火算法和下山单纯形算法的优势,适合作为海底地声参数反演的寻优算法。研究了浅海声矢量场的波阻抗特性,相比于水平波阻抗,垂直波阻抗携带了更多的海底参数信息,适宜作为地声参数反演的观测量。开发了声场并行计算程序用于声场的快速计算,并构造了多层海底情形的9参数反演场景,数值仿真验证ASSA算法具有良好的全局寻优能力,可以满足海底地声参数反演的实际需求。其次,研究了非线性贝叶斯反演理论,在此基础上研究了马尔科... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

中美1996年8月黄海试验设备布放示意图

演和宽带声矢量信号在浅水中的干朴胜春、张海刚[24][25]等人也对矢量信号用于反演中的优势提供了有力依tos[26]等人利用 4 元矢量阵研究分析号进行反演时不同代价函数的灵敏中可以看出，使用振速信号进行反演Steven E. Crocker[28]分别在 Montere）海试中进行了有意义的矢量声场号的反演结果 （b）VSA

尤其是马尔科夫蒙特卡洛（Markov Chain M，使用 Bayesian 理论解决后验概率分布的模拟开始迅猛发展。87 年首先提出将贝叶斯理论应用到地球物理反演应用的可行性以及其优点。Tarantola 等人提为 PPD（posterior probability density）。随后贝叶斯理论，并开发了更多新的算法。1999 年的大地电磁反演问题，用吉伯斯采样来产生马概率分布，他所采用的先验分布中包含一个控ong Hong 和 Mrinal K. Sen[32]在进行非线性叠前的多尺度遗传算法，粗尺度可确保快速收敛，了计算效率以及估值精度，并且多条不同尺度计算环境。2011 年，Dong 等人[33]利用贝叶斯面进行了反演，并对反演结果的不确定性进行1.3 所示，从图中可以明显的看到不同参数间的

【参考文献】：
期刊论文
[1]非线性反演的贝叶斯方法研究综述[J]. 尹彬,胡祥云.  地球物理学进展. 2016(03)
[2]快速场（FFP）算法反演海底参数研究[J]. 祝捍皓,朴胜春,张海刚,刘伟,安旭东.  哈尔滨工程大学学报. 2012(05)
[3]基于贝叶斯理论的接收函数与环境噪声联合反演[J]. 刘启元,李昱,陈九辉,vanderHilstR.D.,郭飚,王峻,齐少华,李顺成.  地球物理学报. 2010(11)
[4]由矢量水听器阵反演海底地声参数[J]. 李风华,孙梅,张仁和.  哈尔滨工程大学学报. 2010(07)
[5]由简正波群延时及幅度反演海底参数[J]. 李整林,鄢锦,李风华,郭良浩.  声学学报. 2002(06)
[6]基于声线到达时差的浅海声速剖面反演[J]. 张忠兵,马远良,倪晋平,童 立.  西北工业大学学报. 2002(01)
[7]测量海底声学参数的匹配场反演方法[J]. 肖灵,张仁和,李风华,郭良浩.  热带海洋学报. 2001(04)
[8]浅海声传播的波束位移射线简正波理论[J]. 张仁和,李风华.  中国科学（A辑）. 1999(03)
[9]浅海声场的平滑平均理论、数值预报与海底参数反演[J]. 张仁和.  物理学进展. 1996(Z1)

博士论文
[1]基于非线性贝叶斯理论的多模态界面波频散曲线反演研究[D]. 李翠琳.中国海洋大学 2011
[2]水声信号的匹配场处理技术研究[D]. 杨坤德.西北工业大学 2003
[3]浅海声速剖面反演研究[D]. 张忠兵.西北工业大学 2002

硕士论文
[1]基于先进的贝叶斯概率推断抽样方法的结构损伤识别及其在桁架结构中的应用[D]. 沈金磊.合肥工业大学 2014
[2]沉积物特性参数反演及地声参数测量研究[D]. 吴琼.哈尔滨工程大学 2013
[3]新世纪中国海洋方向安全分析[D]. 汪文件.中共中央党校 2000



本文编号：2955019