本技術(shù)屬于海洋聲學(xué)，尤其涉及一種深海聲傳播匯聚區(qū)距離確定方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、匯聚區(qū)是深海海洋中的一種遠(yuǎn)程聲傳播現(xiàn)象，表現(xiàn)為海面附近的聲源發(fā)出的聲波在深海中沿著折射路徑傳播并發(fā)生反轉(zhuǎn)，重新出現(xiàn)在近海面，形成環(huán)帶狀高聲強(qiáng)區(qū)域，匯聚區(qū)內(nèi)的傳播損失顯著低于球面擴(kuò)展損失，可用于水聲通信、目標(biāo)探測等。

2、目前，一般采用近似數(shù)值求解波動方程的方法計(jì)算聲線傳播路徑，從而得到匯聚區(qū)距離。

3、然而，在需要計(jì)算大范圍海域的匯聚區(qū)距離時(shí)，存在耗時(shí)較長的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本技術(shù)提出一種深海聲傳播匯聚區(qū)距離確定方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，提高了深海匯聚區(qū)距離的計(jì)算效率。

2、第一方面，本技術(shù)提供了一種深海聲傳播匯聚區(qū)距離確定方法，該方法包括：

3、獲取目標(biāo)海域中每層海水在交界處的水深數(shù)據(jù)及對應(yīng)的聲速，構(gòu)建聲速剖面的三層折線模型；

4、基于所述三層折線模型、所述目標(biāo)海域的聲源位置和斯涅爾定律，構(gòu)建第一圓弧軌跡組和第二圓弧軌跡組；

5、基于所述第一圓弧軌跡組和所述第二圓弧軌跡組，確定所述目標(biāo)海域的深海匯聚區(qū)的第一臨界聲線軌跡和第二臨界聲線軌跡；

6、根據(jù)所述第一臨界聲線軌跡和所述第二臨界聲線軌跡，確定所述目標(biāo)海域的匯聚區(qū)距離。

7、根據(jù)本技術(shù)的深海聲傳播匯聚區(qū)距離確定方法，通過三層折線模型對目標(biāo)海域中聲速與水深的變化關(guān)系進(jìn)行簡化，降低計(jì)算復(fù)雜程度，縮短計(jì)算時(shí)間，基于斯涅爾定律，得到的第一圓弧軌跡組和第二圓弧軌跡組能夠精準(zhǔn)表達(dá)聲線傳播軌跡，在保證匯聚區(qū)距離的準(zhǔn)確性的同時(shí)，提高了目標(biāo)海域的匯聚區(qū)距離的計(jì)算效率。

8、根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，所述基于所述三層折線模型、所述目標(biāo)海域的聲源位置和斯涅爾定律，構(gòu)建第一圓弧軌跡組和第二圓弧軌跡組，包括：

9、在所述三層折線模型中確定出所述目標(biāo)海域的海面聲速、混合層水深數(shù)據(jù)和對應(yīng)的第一聲速、聲速最低點(diǎn)水深數(shù)據(jù)和對應(yīng)的第二聲速、參考水深數(shù)據(jù)和對應(yīng)的第三聲速，以及海底水深數(shù)據(jù)和對應(yīng)的第四聲速，所述參考水深數(shù)據(jù)為所述混合層水深數(shù)據(jù)的共軛值；

10、基于所述聲源位置和所述海面聲速、所述混合層水深數(shù)據(jù)、所述第一聲速、所述聲速最低點(diǎn)水深數(shù)據(jù)、所述第二聲速、所述參考水深數(shù)據(jù)和所述第三聲速，構(gòu)建所述第一圓弧軌跡組；

11、基于所述聲源位置和所述海面聲速、所述混合層水深數(shù)據(jù)、所述第一聲速、所述聲速最低點(diǎn)水深數(shù)據(jù)、所述第二聲速、所述海底水深數(shù)據(jù)和所述第四聲速，構(gòu)建所述第二圓弧軌跡組。

12、根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，所述第一圓弧軌跡組，包括第一圓弧、第二圓弧和第三圓??；

13、所述第一圓弧為：

14、

15、所述第二圓弧為：

16、

17、所述第三圓弧為：

18、

19、其中，v0是所述海面聲速，h1是所述混合層水深數(shù)據(jù)，v1是所述第一聲速，h2是所述聲速最低點(diǎn)水深數(shù)據(jù)，v2是所述第二聲速，h3是所述參考水深數(shù)據(jù)，v3是所述第三聲速。

20、根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，所述第二圓弧軌跡組包括第四圓弧、第五圓弧和第六圓??；

21、所述第四圓弧為：

22、

23、所述第五圓弧為：

24、

25、所述第六圓弧為：

26、

27、其中，v0是所述海面聲速，h1是所述混合層水深數(shù)據(jù)，v1是所述第一聲速，h2是所述聲速最低點(diǎn)水深數(shù)據(jù)，v2是所述第二聲速，h4是所述海底水深數(shù)據(jù)，v4是所述第四聲速。

28、根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，所述根據(jù)所述第一臨界聲線軌跡和所述第二臨界聲線軌跡，確定所述目標(biāo)海域的匯聚區(qū)距離，包括：

29、確定所述第一臨界聲線軌跡的最低點(diǎn)的第一橫坐標(biāo)，以及確定所述第二臨界聲線軌跡的最低點(diǎn)的第二橫坐標(biāo)；

30、基于所述第一橫坐標(biāo)和所述第二橫坐標(biāo)之間偏差的兩倍，確定所述匯聚區(qū)距離。

31、根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，所述獲取目標(biāo)海域中每層海水在交界處的水深數(shù)據(jù)及對應(yīng)的聲速，包括：

32、獲取所述目標(biāo)海域的聲速剖面信息；

33、基于所述聲速剖面信息，提取所述每層海水在交界處的水深數(shù)據(jù)及對應(yīng)的聲速。

34、第二方面，本技術(shù)提供了一種深海聲傳播匯聚區(qū)距離確定裝置，該裝置包括：

35、獲取模塊，用于獲取目標(biāo)海域中每層海水在交界處的水深數(shù)據(jù)及對應(yīng)的聲速，構(gòu)建聲速剖面的三層折線模型；

36、第一處理模塊，用于基于所述三層折線模型、所述目標(biāo)海域的聲源位置和斯涅爾定律，構(gòu)建第一圓弧軌跡組和第二圓弧軌跡組；

37、第二處理模塊，用于基于所述第一圓弧軌跡組和所述第二圓弧軌跡組，確定所述目標(biāo)海域的深海匯聚區(qū)的第一臨界聲線軌跡和第二臨界聲線軌跡；

38、第三處理模塊，用于根據(jù)所述第一臨界聲線軌跡和所述第二臨界聲線軌跡，確定所述目標(biāo)海域的匯聚區(qū)距離。

39、第三方面，本技術(shù)提供了一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第一方面所述的深海聲傳播匯聚區(qū)距離確定方法。

40、第四方面，本技術(shù)提供了一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第一方面所述的深海聲傳播匯聚區(qū)距離確定方法。

41、第五方面，本技術(shù)提供了一種芯片，所述芯片包括處理器和通信接口，所述通信接口和所述處理器耦合，所述處理器用于運(yùn)行程序或指令，實(shí)現(xiàn)如第一方面所述的深海聲傳播匯聚區(qū)距離確定方法。

42、第六方面，本技術(shù)提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述第一方面所述的深海聲傳播匯聚區(qū)距離確定方法。

43、本技術(shù)的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實(shí)踐了解到。

44、本發(fā)明提供的一種深海聲傳播匯聚區(qū)距離確定方法，相對于現(xiàn)有技術(shù)具有以下有益效果：

45、(1)通過三層折線模型對目標(biāo)海域中聲速與水深的變化關(guān)系進(jìn)行簡化，降低計(jì)算復(fù)雜程度，縮短計(jì)算時(shí)間，基于斯涅爾定律，得到的第一圓弧軌跡組和第二圓弧軌跡組能夠精準(zhǔn)表達(dá)聲線傳播軌跡，在保證匯聚區(qū)距離的準(zhǔn)確性的同時(shí)，提高了目標(biāo)海域的匯聚區(qū)距離的計(jì)算效率；基于匯聚區(qū)聲傳播損失小的特點(diǎn)，聲納探測系統(tǒng)可采用匯聚區(qū)模式探測匯聚區(qū)內(nèi)的水下目標(biāo)，匯聚區(qū)距離的計(jì)算效率的提高，能夠有效提高探測搜索效率；

46、(2)通過調(diào)取已知目標(biāo)海域的聲速剖面信息，快速計(jì)算深海聲傳播匯聚區(qū)的距離，與數(shù)值求解波動方程的方法相比，具有更高的計(jì)算效率，在需要計(jì)算大范圍海域的匯聚區(qū)距離時(shí)，能夠顯著縮短計(jì)算時(shí)間，從而提高探測搜索效率；

47、(3)本技術(shù)構(gòu)建的三層折線模型和得到的第一臨界聲線軌跡和第二臨界聲線軌跡，不僅有助于理解深海匯聚區(qū)的聲傳播特性，進(jìn)一步得到第二匯聚區(qū)距離、第三匯聚區(qū)距離和范圍等其它特征參量，有助于研究深海聲速剖面對匯聚區(qū)特征參量的影響，還可以推廣至其它深海聲傳播模式。