时变海洋环境下水声匹配场目标定位与跟踪获进展
在国家重点研发计划项目资助下，南方海洋科学与工程广东省实验室（广州）教授杨华勇团队，在风驱动时变海洋环境影响水声匹配场定位研究方面取得原创性进展。相关成果近日发表于美国声学学会会刊The Journal of the Acoustical Society of America。
匹配场处理是水下声源定位的重要方法，其性能高度依赖环境建模精度。浅海条件下，风场变化影响上层海洋混合过程及声速剖面结构，易导致传播模型与实际声场失配，降低目标定位精度。
围绕这一前沿问题，研究团队系统分析了风驱动混合层加深对低频浅海匹配场定位的影响机理。结果表明，风驱动引起的上层混合层变化会重塑声速剖面，扰动模态水平波数，并在声传播过程中累积相位误差，进而导致匹配场模糊度表面畸变和距离估计偏差。
在此基础上，论文原创性地提出条件模态相位扩展分析框架，并进一步构建物理耦合粒子滤波新方法（PC-PF），首次将风速作为动态隐状态引入序贯跟踪过程，实现环境驱动下的自适应拷贝声场更新。结果表明，在典型时变风场场景下，该方法相比传统静态环境模型，能够显著降低目标定位误差，提升目标轨迹跟踪的精度和连续性。
该研究为时变海洋环境中的水声目标定位与跟踪提供了原创性分析框架和定位新方法。
相关论文信息：https://doi.org/10.1121/10.0044226
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