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原文传递基于高分辨率海洋再分析产品获取水声场特性数据的方法

专利名称：	基于高分辨率海洋再分析产品获取水声场特性数据的方法
摘要：	本发明属于三维温盐深数据的海洋声学应用技术领域，尤其涉及基于高分辨率海洋再分析产品获取水声场特性数据的方法。以高分辨率海洋再分析产品提供全球海域的数据，采用声速公式转换获得特定海域的海水声速剖面数据；以一定周期循环获取特定海域不同深度下的海水声速剖面变化数据；利用上述数据获取特定海域的海水声速分布数据、以及声源位置数据；本发明用于获取大范围、长时序、动态的海洋水声场特性数据的技术方案；形成从海洋环境数据到水下声学环境及其数据产品的信息链路；借助海洋再分析产品的全球性等特性，有效提高广域海区水声场特性数据的获取效率和精准度；实现中尺度条件下水声场数据集的高效并行计算。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	湖南;43
申请人：	中国人民解放军国防科技大学
发明人：	肖汶斌;王勇献;刘巍;程兴华;王得志;张理论
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-05-07T00:00:00+0800
申请号：	CN201910058325.8
公开号：	CN109725053A
代理机构：	北京天盾知识产权代理有限公司
代理人：	杨本官
分类号：	G01N29/024(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	410005 湖南省长沙市开福区德雅路中国人民解放军国防科技大学
主权项：	1.基于高分辨率海洋再分析产品获取水声场特性数据的方法，其特征在于，所述高分辨率海洋再分析产品包括全球海域的经度、纬度及其海水温度、盐度、水深数据；所述水声场特性数据包括深海汇聚区分布数据，所述深海汇聚区是指海面附近声源发出的声波在深海中折射并发生反转并在60km～70km的距离处折回海面，形成的环带状高声强区域；获取深海汇聚区的步骤具体包括如下步骤： (1)以高分辨率海洋再分析产品提供全球海域的经度、纬度及其海水温度、盐度、水深数据，采用声速公式转换获得特定海域的海水声速剖面数据(数据A)；其中声速公式为： C(S,T,p)＝Cω(T,p)+A(T,p)S+B(T,p)S3/2+D(T,p)S2 式中：C为海水声速值，S、T、p分别为海水盐度、水温、静压力，Cω、A、B、D为与海水温度和静压力相关的系数，0≤S≤40、0°≤T≤40°、0Pa≤p≤108Pa，声速计算值的标准差为0.19m/s； (2)基于特征样本方法，以一定周期循环获取特定海域不同深度下的海水声速剖面变化数据； (3)以高分辨率海洋再分析产品获得的海水声速剖面数据为基础，获取特定海域的海水声速分布数据、以及声源位置数据； (4)依据深海汇聚区的形成条件获取深海汇聚区分布数据，所述形成条件包括： ①海水声速分布形成声道型声速梯度，声道型声速梯度是指上层海水为负梯度，下层海水为正梯度，两层之间出现声速极小值； ②声源位于负声速梯度的区域； ③海水深度大于临界深度并有余量；其中，海水声速在某一深度达到与声源处声速相等的量值，这一深度称为临界深度。 2.根据权利要求1所述基于高分辨率海洋再分析产品获取水声场特性数据的方法，其特征在于，所述水声场特性数据还包括中尺度涡条件下的水声学特性数据集；获取中尺度涡条件下的水声学特性数据集的步骤具体包括： A.以高分辨率海洋再产品获得的海水声速剖面及其变化数据为基础，采用实况统计提取海洋中尺度涡的结构特征； B.获取中尺度涡附近的海水声速剖面结构； C.在涡心和涡外分别布放声源； D.利用与水平距离相关的海洋水声传播数值模型，求解计算中尺度涡条件下的水声学特性数据集，所述中尺度涡条件下的水声学特性数据集包括声线结构、声压场。 3.根据权利要求2所述基于高分辨率海洋再分析产品获取水声场特性数据的方法，其特征在于，获取中尺度涡条件下的水声学特性数据集的步骤还包括，利用编译器优化、调用高性能计算库、程序结构与顺序优化、代码向量化，实现海洋中尺度条件下水声场数据集的高效并行计算，获得中尺度涡水声场特性数据。 4.根据权利要求1所述基于高分辨率海洋再分析产品获取水声场特性数据的方法，其特征在于，所述水声场特性数据还包括特定海域范围内的深海声道轴数据，深海声道轴是指水下声速剖面中声速最小的深度值，获取深海声道轴数据的步骤具体包括：以特定海域高分辨率海洋再分析产品获得的海水声速剖面为数据基础，在垂直深度方向采用样条插值获取1000米水深附近的声速极小值，统计特定海域垂直深度下的海水声速极小值，定周期循环输出特定海域范围内的深海声道轴变化数据。
所属类别：	发明专利