聲目標探測技術面臨的挑戰(zhàn)

? ? ? ? ?水下機器人所運用的聲目標探測技術是指透過接收聲目標輻射噪聲或是散射回波，于一定范圍之內實現對聲目標的探測、跟蹤、定位和識別的信號處理技術。聲目標探測技術是聲信號處理和聲吶領域的關鍵研究方向，是環(huán)境感知、目標監(jiān)測、資源勘探、情報收集等海洋應領域的核心技術一，始終是國內外研究學者重點的熱點問題。

????????聲目標探測技術伴隨著現代電子信息、信號處理與海洋舶技術的進步，急速演進發(fā)展。聲目標探測主要是以回波檢測為手段的主動探測方式。世紀，經過兩次世界大戰(zhàn)后，出于對自身隱蔽性的要求，以噪聲檢測為手段的被動探測方式逐漸成為主要的聲目標探測體制。而近幾十年來，隨著現代靜音技術的發(fā)展，被動目標探測距離急劇下降，從而促使主被動聯合探測的方式成為聲目標探測重要手段。目前，聲目標探測技術的發(fā)展正面臨3個方面的挑戰(zhàn)。

????????⑴目標輻射噪聲與回波強度大幅降低。隨著現代舶工程技術的飛速發(fā)展，在過去三四十年內，艦輻射噪聲正以平均每年.5～.dB的速度降低（圖），目前先進艦的輻射噪聲平已經接近甚至低于海洋環(huán)境噪聲。此外，先進消聲材料技術的進步，也使得主動探測傳統工作頻段上的艦回波強度降低了5～5dB。

????????⑵海洋環(huán)境噪聲大幅提高。隨著人類海洋活動和海底地質運動的日益頻繁，過去五六十年來，海洋環(huán)境噪聲尤其是低頻噪聲正以每年.～.3dB的速度增加。美國利海底觀測聲學基陣對東北太平洋在4Hz處環(huán)境噪聲級進行持續(xù)監(jiān)測，而獲得的數據表明，55～年，東北太平洋海洋環(huán)境噪聲正呈現出不斷增加的變化趨勢（圖）。

????????⑶海洋環(huán)境聲效應影響顯著。由于受海洋界面和體介質的非均勻性，以及海洋獨特的鋒、渦、流等動力特性的影響，聲場呈現出復雜的時隨起伏、環(huán)境不確定、信道不確實、參數不確知等特點，使得聲目標探測性能隨海環(huán)境和時間的變化而劇烈變化，著名的“午后效應”便反映了這一現象。

????????綜上所述，傳統基于統計探測理論的聲目標探測技術很難滿足現實需求，亟待發(fā)展聲目標探測新概念、新原理、新方法。本文將重點介紹基于特征的目標探測、基于環(huán)境適配的目標探測、分布式絡化目標探測、智能化目標探測等聲目標探測技術發(fā)展現狀與新趨勢。

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