舰船噪声识别（Ⅲ）──双重谱和平均功率谱的特征提取和模板图

本系列文章的工作是在舰船噪声谱图的基础上,利用模糊神经网络对舰船进行分类识别。本文是系列文章的第三篇,研究提取双重频率功率谱中调制信息的方法及建立双重谱和平均功率谱模板图。对双重谱,在每个频道中利用最小二乘法消除趋势项,对高频调制作适当补偿。包络线谱的强弱用谱线低于零频谱强度的调制深度和诺线跳出基线的相对高度来表示,并通过隶属函数转换为模糊度量。双重谱模板图记忆了稳定出现的调制线谱和相对应的调制强度。平均功率谱的模板图记忆了多个典型样本的谱均值和对应的标准离差。     

25基元垂直阵

本文介绍一种用于声源距离和深度定位研究的25基元垂直阵的设计、结构及其性能。垂直阵全长120 m,分为三段。工作段长40 m,由25个弯曲圆片基元组成。基元在10 Hz至3 kHz范围内,接收电压灵敏度为-192 dB（参考级1 V/μPa）,起伏 ≤ ±1.5 dB;各路基元相位差在5°以内;加速度灵敏度-60 dB（参考级1 V/g）。该阵已于92年8月在海上投入使用,取得十分满意的结果。     

涡旋中的简正波相速度、群速度和干涉距离的变化

采用声道相积分近似表示的频散方程,并把涡旋(或水团)的作用认为是对声道的一种扰动,讨论无扰声道、冷核和热核涡旋扰动对声传播特性的影响.根据频散方程的解,给出涡旋中的简正波相速度、群速度和干涉距离与涡旋强度的关系.当平面声波(入射掠角α)向热核涡旋(核心强度B_M)的中心推进时,只要sin²α<B_M<2(1-cosα),则声道创面将出现\     

声场简正波分解算法及其适应性

采用海洋声学数据库(OALIB)提供的多种模拟测试数据和新西兰Hudson海峡实验数据,全面地考察了声场简正波分解迭代算法的能力,包括抗白色噪声和有色噪声的能力、环境参数失配时的宽容度以及能否检测和跟踪实际声源目标。同时,针对该算法的特点,在低信噪比条件下,讨论不同阵型的短垂直阵和稀阵元垂直阵的定位性能。值得庆幸的是,算法顺利地经受了考验。     

舰船噪声识别(Ⅰ)——总体框架、线谱分析和提取

本系列文章的工作是在舰船噪声谱图的基础上,利用模糊神经网络对舰船进行分类识别。文章Ⅰ叙述了舰船噪声的谱特征由可分离的平稳谱和非平稳谱组成,介绍了既利用有效识别特征(有类别共性和异性的特征)又对特定舰船特征作专门记忆的工作路线及识别框架,对特定舰船的记忆具体体现在特定舰船特征模库一包含有线谱模板库、双重频率谱模板库和平均功率谱模板库。文章Ⅰ又具体讨论了特征提取和建立线谱模板时所碰到的理论、模型、分析参数及线谱提取方法,舰船噪声实际情况和理论之间的差异等问题。文章最后介绍了用机器自动提取线谱的一种方法。系列文章Ⅱ将讨论线谱稳定性、唯一性和线谱模板图;文章Ⅲ将讨论双重谱和平均功率谱的特征提取和模板建立;文章Ⅳ将讨论模糊神经网络和识别。     

短垂直阵简正波匹配的声源定位

声源被动定位的匹配简正波处理是实现远距离水下目标检测的一种重要手段。本文提出的简正波分解快速迭代方法是一种有效的算法,不仅收敛速度快,而且迭代得到的简正波幅度矢量进行定位匹配处理后,提高了声源定位精度、抑制了旁瓣、该方法的最大优点是降低了垂直阵长度的要求,有潜在的实用价值。通过我们对Pekeris浅海声道和北冰洋深海声道的数值模拟,证明这种简正波分解新方法是合理和有效的。93年冬季成功地完成短垂直阵声源定位海上实验。     

扬子克拉通西部砂矿型金刚石的CL和FTIR光谱分析及在金刚石生长速率研究中的意义

鉴于当前人们在有效重建天然金刚石的生长过程等中所遇到的困难,如果能在微观层面上详细分析金刚石的生长过程,高度关注金刚石的生长速度,就可以为人们探讨金刚石的生长过程、分析其深部科学意义提供更为精准的科学线索。基于此,以扬子克拉通西部沅水流域砂矿型金刚石为研究对象,从微区研究的角度,采用CL光谱分析金刚石的生长环带,界定其生长微区;再利用FTIR光谱研究不同生长微区的生长时间;最后,利用生长微区的长度除以微区的生长时间,计算出不同微区的生长速度,进而分析其意义。样品的CL和FTIR光谱研究结果表明,该金刚石既发育早期生长环带,也发育后期再生长环带,其中早期生长环带为规则的平直带,环带总体呈阶梯状,大部分边缘呈不规则锯齿状;金刚石样品为IaAB型,氮总量介于47.88~321.89 μg·g-1,其最低结晶温度为1 490 K,不同部位在地幔中的停留时间不尽相同,且停留的时间最大介于0.264~4.6 Ga;金刚石样品不同生长环带之间的生长速率存在较大差异,介于9.26~5 218.18 μm·Ga-1。同时,样品的生长并不是各向均匀生长,而是具有一定优先取向。     

水声波导中包络线谱强度数值预报

为了预报声呐远距离检测包络线谱的性能,本文分析在辐射噪声传播过程中包络线谱强度衰减的原因及提出在水声波导中包络线谱强度的数值预报方法。依据周期性局部平稳过程对舰船辐射噪声建模,推导出无噪声干扰及有噪声干扰下的包络线谱强度的数学表达式,获得了包络线谱强度传播衰减的规律,在水声波导中包络线谱声级传播规律与平稳谱一致,但包络线谱高出连续谱的强度的衰减取决于随信噪比变化的调幅深度修正因子。包络线谱强度数值预报方法如下:先利用传播衰减的数值方法例如用简正波方法波数积分方法PE方法等求出平稳辐射噪声的传播衰减,再求信噪比,最后依据调幅深度修正因子获得包络线谱强度降低的分贝数,预报出在水声波导中任意一点包络线谱信号高度。该理论和数值预报方法具有创新性,实用,简单,适合工程应用。     

适用有白色或有色观测噪声数据的Prony方法

本文考察了Prony方法在白色和有色噪声情况下的推广。在白色观测噪声背景下,为了得到自回归系数的无偏估计,根据实际观测过程服从自回归系数和动平均系数相同的自回归动平均模型,作者推导两类修正的尤-瓦（Yule-Walker）正则方程;当观测噪声是有色的情况下,利用二次回归的新概念,将有色噪声白化。最后,计算机的模拟计算验证了本文讨论的结果。     

山东昌乐蓝宝石生长环带的FTIR和LA-ICP-MS 研究

山东昌乐蓝宝石生长环带的显微红外光谱和LA-ICP-MS研究结果表明：蓝宝石中的环带颜色成因与晶格中的-OH有相应的关系。在内部含有六边形环带的蓝宝石中,同一环带上的-OH含量相近;不同颜色环带中的-OH含量不相同,其中暗带中的-OH含量最高,过渡带次之,亮带为零;环带中-OH含量与微量元素Ti成正相关,可以用于反映蓝宝石形成过程中环境的变化。当环境中的含氢量较高时,会有较多的Ti4+-Fe2+对替代Al3+进入蓝宝石晶格;当环境中的含氢量较低时,则较少或者没有Ti4+-Fe2+对替代Al3+进入蓝宝石晶格;充分考虑蓝宝石晶格中-OH的分布特征,有利于为蓝宝石的呈色机理研究、高品质蓝宝石合成与优化等提供新的科学思路。