第1章 绪论 1
1.1 水声环境效应研究 1
1.1.1 研究对象 1
1.1.2 研究历史 2
1.1.3 研究方法 8
1.2 水声环境基本参数 8
1.2.1 海水中的声速和垂直结构 9
1.2.2 海水的声吸收 11
1.2.3 声传播的界面特性 12
1.2.4 海洋内部的非均匀性 13
1.2.5 不确定性和非线性特性 15
1.3 水声环境效应研究的重要意义 16
参考文献 17
第2章 海洋声场建模与仿真 18
2.1 海洋声场基本理论 18
2.1.1 射线理论 18
2.1.2 简正波理论 19
2.1.3 多途扩展模型 20
2.1.4 快速场模型 20
2.1.5 抛物方程模型 20
2.2 射线-简正波方法 21
2.2.1 简正波本征方程 21
2.2.2 简正波本征函数 23
2.3 射线-简正波-抛物方程方法 24
2.3.1 基本理论 24
2.3.2 高性能并行仿真 29
2.4 海洋中噪声场 36
2.4.1 噪声源和谱级 36
2.4.2 噪声场的指向性 40
2.4.3 环境噪声建模 40
2.5 混响模型 43
2.5.1 混响的基本概念 43
2.5.2 浅海混响模型 44
2.6 本章小结 49
参考文献 49
第3章 宽带水声信道波形预报 52
3.1 宽带传播模型 52
3.1.1 频域宽带传播模型 53
3.1.2 时域宽带传播模型 60
3.2 波形预报并行算法 65
3.2.1 频域近似展开 65
3.2.2 频域近似展开的计算精度分析 65
3.2.3 宽带模型频域近似展开的计算速度分析 72
3.2.4 频域宽带模型并行算法设计 74
3.3 水中目标辐射噪声波形仿真 80
3.3.1 低频线谱波形仿真 80
3.3.2 连续谱波形仿真 83
3.3.3 包络谱波形仿真 88
3.4 本章小结 91
参考文献 91
第4章 水声环境对声传播的影响 94
4.1 声速垂直结构对声传播的影响 94
4.1.1 负声速梯度 94
4.1.2 正声速梯度 95
4.1.3 均匀声速梯度 95
4.2 水平非均匀介质对声传播的影响 96
4.2.1 海洋锋 96
4.2.2 中尺度涡旋 98
4.2.3 内波 101
4.3 海底地形对声传播的影响 102
4.3.1 大陆架地形对声传播的影响 102
4.3.2 大陆坡地形对声传播的影响 104
4.3.3 岛礁区地形对声传播影响 106
4.4 深海会聚区声传播 107
4.4.1 会聚区特征预报模型 107
4.4.2 会聚区预报结果分析 109
4.5 本章小结 110
参考文献 110
第5章 水声环境效应的不确定性 111
5.1 水声环境效应不确定性的产生原因 111
5.1.1 客观世界固有的不确定性 111
5.1.2 人为引起的不确定性 113
5.2 水声环境不确定性传播 114
5.3 随机声纳方程与声纳检测概率 116
5.3.1 随机声纳方程 116
5.3.2 声纳检测概率的均值和均方差的估计 116
5.3.3 随机声纳方程的仿真与分析 117
5.4 声纳作用距离的随机性 120
5.5 捕捉水声环境效应的不确定性 123
5.5.1 基于MC方法捕捉不确定性 123
5.5.2 基于MCMC方法捕捉不确定性 131
5.5.3 基于海洋-声学耦合模式捕捉海洋环境不确定性 135
5.6 本章小结 139
参考文献 140
第6章 水声探测系统环境效应评估模型 142
6.1 指标体系构建 142
6.2 声纳探测效能计算模型 143
6.2.1 目标深度已知 143
6.2.2 目标深度未知 147
6.2.3 深海中声纳探测效能计算模型 150
6.3 声纳探测效能计算模型的并行算法 151
6.3.1 并行计算简介 151
6.3.2 声纳探测效能计算时间分析 154
6.3.3 并行算法实现 156
6.3.4 并行算法性能分析 157
6.3.5 计算结果 158
6.4 指标的规范化 160
6.5 指标权重计算 161
6.5.1 三级指标权重 162
6.5.2 二级指标权重 162
6.6 效能评估计算 163
6.7 仿真分析 164
6.7.1 作战设定 164
6.7.2 探测效能仿真结果 165
6.8 本章小结 167
参考文献 168
第7章 信号级水声环境效应仿真系统 170
7.1 信号级被动声纳仿真系统 170
7.1.1 声纳系统仿真概述 170
7.1.2 信号级被动声纳仿真系统的基本原理 174
7.2 信号级被动声纳仿真系统设计与实现 175
7.2.1 波束形成技术 175
7.2.2 系统功能与体系结构设计 179
7.3 声纳探测效能综合评估系统 183
7.3.1 系统设计 184
7.3.2 系统实现 185
7.4 本章小结 191
参考文献 191
第8章 水声环境效应应用 193
8.1 基于不确定性水声环境效应的规划理论 193
8.1.1 不确定规划的数学模型 193
8.1.2 基于不确定性水声环境效应的机会约束规划决策模型 195
8.2 基于水声环境信息的视觉数据融合决策技术 200
8.2.1 基于视觉信息的“人过马路”的序贯决策理论 201
8.2.2 交互式水声环境信息四维虚拟决策空间 224
8.2.3 基于CT方式的人机一体化视觉数据决策模型 234
8.3 本章小结 241
参考文献 242
图版 244