浅海声学被动定位技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张同伟，杨波，崔维成 著

图书标签:

• 声学定位
• 被动声学
• 浅海声学
• 水下声学
• 信号处理
• 目标定位
• 海洋工程
• 声呐技术
• 海洋探测
• 水声通信

出版社： 海洋出版社

ISBN：9787502791117

版次：1

商品编码：11928087

包装：平装

丛书名： 博士文库

开本：16开

出版时间：2016-03-01

用纸：胶版纸

页数：133

字数：200000

正文语种：中文

内容简介

　　《浅海声学被动定位技术》利用简正波建模方法对浅海声场的空域特性进行了深入分析，并对水平线列阵的匹配场定位和时反聚焦进行了深入研究。在此基础上，提出了匹配场定位的虚拟时反实现方法，在距离相关海洋环境中其计算代价远小于传统匹配场处理；提出了基于宽带信号自相关函数的目标定位稳健方法，该方法无需估计多途到达时延结构，且对搜索网格失配和声速剖面失配具有宽容性。《浅海声学被动定位技术》理论和方法的研究与实验验证结合比较紧密，书中研究的大多数方法都得到了计算机仿真以及海试数据的验证，具有重要的理论与应用价值。

目录

第1章 绪论
1．1 研究背景与意义
1．2 研究历史和现状
1．3 本书简介

第2章 水声传播模型及其基础理论
2．1 引言
2．2 海洋的声学特性
2．3 声传播的基础理论
2．4 水声传播模型
2．5 本章小结

第3章 浅海声场中垂直线列阵对声源信号的接收指向性
3．1 引言
3．2 理论模型
3．3 仿真实验及分析
3．4 海试数据处理
3．5 本章小结

第4章 浅海中水平线列阵深度对匹配场定位与时反聚焦性能的影响
4．1 引言
4．2 水平线列阵匹配场处理的理论模型
4．3 水平线列阵匹配场处理的仿真实验
4．4 水平线列阵时反聚焦的理论模型
4．5 水平线列阵时反聚焦的仿真实验
4．6 本章小结

第5章 匹配场定位的虚拟时反实现方法
5．1 引言
5．2 虚拟时反实现方法
5．3 传统匹配场处理和虚拟时反实现方法的异同
5．4 仿真实验及分析
5．5 海试数据处理
5．6 本章小结

第6章 基于宽带信号自相关函数的目标定位稳健方法
6．1 引言
6．2 基于声线理论的多途信道模型
6．3 声源位置变化和声速剖面扰动对本征声线相对到达时延的影响
6．4 基于本征声线相对到达时延估计的定位方法
6．5 基于自相关函数的相关系数定位方法
6．6 自相关函数峰值提取定位方法
6．7 基于宽带信号自相关函数的目标定位稳健方法
6．8 仿真验证
6．9 海试数据验证
6．10 本章小结

参考文献

好的，这是一本关于海洋声学与水声工程领域的专业书籍的简介，内容完全基于您提供的书名所涵盖的领域，但描述的是一个不同的，侧重于水下机器人与环境感知的课题。 --- 书籍名称：《深渊探索：自主水下航行器（AUV）的仿生感知与环境适应性研究》 导言：向未知领域的深潜 人类对海洋的探索从未停止，而自主水下航行器（AUV）作为延伸人类感官和能力的先锋，正承担着日益重要的角色。本书聚焦于当前水下机器人技术发展的前沿领域——如何赋予AUV如同海洋生物般强大的环境感知、决策优化和复杂环境适应能力。传统的AUV系统多依赖于预设任务和刚性规划，在面对深海、峡谷、热液喷口等非结构化、动态变化的水下环境时，其鲁棒性和自主性面临严峻挑战。因此，本书旨在系统性地探讨如何通过仿生学原理，结合先进的传感器融合技术与智能控制算法，构建出新一代高适应性、高可靠性的深渊探索平台。 第一部分：仿生感知系统的构建与建模 本部分深入剖析了模仿海洋生物感知机制，以提高AUV在黑暗、湍流和复杂声场环境中的信息获取能力。 第一章：仿生声学接收阵列设计与优化 摒弃传统的均匀线阵或平面阵，本章着重研究基于侧扁鱼类和鲸豚类生物听觉系统的空间分辨能力和抗干扰特性。详细介绍了非均匀、自适应孔径合成阵列（ASA）的设计方法，重点论述了如何利用拓扑优化算法，模仿生物耳石器的结构，设计出对特定频率和方向的声波具有极高灵敏度的水听器单元布局。同时，讨论了在强混响背景下，如何利用多模态波束合成技术，有效抑制来自非目标方向的干扰声源。 第二章：水下视觉与光声联合感知模型 深海环境光线稀疏，传统的可见光成像受限。本章提出了一种融合深蓝光照明（低散射特性）与高频脉冲激光的混合感知模型。详细阐述了基于湍流退化模型的图像复原算法，特别是结合深度学习（如生成对抗网络GAN）进行低信噪比图像增强的技术路线。此外，研究了声呐图像与光场数据的几何配准与语义融合，以期构建出比单一传感器更稳定、信息更丰富的环境地图。 第三章：流体动力学传感与水流环境感知 海洋生物（如鲨鱼、海豚）能精确感知微弱的水流变化以导航和捕食。本章基于皮托管原理和微机电系统（MEMS）技术，设计了高精度、低漂移的分布式水流切应力传感器阵列。通过分析这些传感器采集的压力梯度信息，我们建立了AUV周围水体运动的实时三维模型，这对于在强洋流或近底边界层进行精确悬停和低能耗巡航至关重要。 第二部分：复杂环境下的自主导航与决策 本部分将仿生感知获取的高质量环境数据，转化为AUV的自主行为，重点关注在缺乏全球定位信号（如GPS拒绝环境）下的导航策略。 第四章：基于生物磁场与化学梯度的辅助导航 针对全球定位系统（GPS）在水下失效的问题，本章探索了模仿海龟和鲑鱼的导航机制。详细介绍了高灵敏度超导量子干涉器件（SQUID）磁力计在测量地球磁场微小异常（如地质构造或海底电缆信号）上的应用，并建立了从磁场扰动到相对位置估计的卡尔曼滤波模型。同时，探讨了化学传感器阵列在探测特定物质（如热液喷口硫化物、特定生物群落散发的化学信号）梯度，并将其作为局部导航参照点的技术可行性。 第五章：动态障碍物规避与群体智能协作 在海洋生物群落中，个体决策与群体协调是生存的关键。本章将AUV群视为一个分布式智能系统，引入基于“群体行为”（Swarm Behavior）的去中心化决策算法。重点研究了粒子群优化（PSO）和蚁群优化（ACO）在多AUV协同覆盖、目标跟踪和动态避障中的应用。特别关注了如何在保持通信冗余的同时，实现高效的任务分配和故障隔离。 第六章：多源异构数据融合的SLAM技术 高精度定位与建图（SLAM）是AUV自主性的核心。本章提出了一种面向深海环境的迭代局部制图与全局一致性维护框架。该框架集成了前述的声学、光学和水流数据，利用非线性优化方法（如因子图优化），实现对自身姿态和未知环境的三维、高精度地图的同步估计。强调了如何处理深海高压和温盐度变化对声速模型产生的系统性误差。 第三部分：环境适应性与长期任务执行 本部分探讨了如何提高AUV在极端水文地质条件下的生存能力和任务持续时间。 第七章：极端环境下的结构可靠性与材料选择 深海作业对潜水器的材料提出了苛刻要求。本章对比分析了钛合金、陶瓷基复合材料以及新型形状记忆合金在抵抗高静水压力、耐腐蚀性和抗疲劳性方面的表现。重点讨论了结构-功能集成设计理念，即如何将传感元件或推进器直接嵌入到结构件内部，以减少接缝和密封点，从而提高整体的抗压可靠性。 第八章：高效能推进与热管理系统 长航时任务对能源效率是首要挑战。本章研究了模仿海洋哺乳动物尾鳍驱动原理的柔性推进器（Fin/Flap-based Propulsors）的设计与控制。通过流体力学仿真（CFD），优化了叶片形状和拍动频率，显著降低了巡航能耗。同时，针对高功率密度电子设备产生的热量，设计了基于热电制冷和相变材料（PCM）的热管理系统，确保关键电子元件在低温深水环境中稳定运行。 结论：迈向全自主的深海生态系统 本书全面地整合了仿生学、智能控制、先进传感与结构工程等多学科知识，旨在为下一代自主水下航行器的研发提供一套系统性的理论基础和工程参考。通过本书的研究，我们期望能够构建出能够像海洋生物一样“理解”和“适应”深海环境的智能机器人，为深海资源勘探、海洋生态监测以及水下基础设施维护开辟新的篇章。 ---

评分☆☆☆☆☆

一本让人在迷雾中寻找方向的指南。我一直对那些能够“听”不见的世界抱有强烈的好奇心，而这本书恰恰打开了我探索的这扇门。虽然我并非专业人士，但作者的笔触却有着一种奇妙的魔力，能够将那些原本晦涩难懂的概念，一点点剥开，展现出其背后精妙的逻辑。从开篇对声音传播原理的娓娓道来，到逐步深入到各种探测器的工作方式，再到最后如何将这些零散的信息汇聚成一张“声音地图”，整个过程都充满了探索的乐趣。书中对于信号处理和数据融合的介绍，更是让我对“如何从嘈杂中提取有用信息”有了全新的认识。那种感觉，就像是在一片漆黑的海洋里，通过微弱的回声，勾勒出水下世界的轮廓，每一次的推理和计算，都可能揭示一个未知的存在。我尤其喜欢作者在阐述算法时，那种层层递进、循序渐进的解释方式，即使是初次接触这些概念的读者，也能在不知不觉中被引导进去，理解其核心思想。这本书就像一位经验丰富的老船长，用他丰富的阅历和精湛的技艺，为我们绘制了一张探索未知海域的航海图，让我对深海中的奥秘充满了更深切的向往。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，那些能够将看似庞杂的知识体系条理清晰地呈现出来的书籍，是最有价值的。这本书就是这样一本让我受益匪浅的著作。它并没有回避“浅海声学被动定位”这个技术领域的核心难题，而是以一种抽丝剥茧的方式，层层深入地解析了其中的奥秘。从声波在不同介质中的传播特性，到各种被动声学传感器的设计原理，再到复杂的信号处理算法和定位模型的构建，每一个环节都得到了详尽的阐述。我特别欣赏作者在描述算法时所展现出的严谨性，以及对各种误差源的分析和对解决方案的探讨。这让我不仅仅是了解了“是什么”，更深入地理解了“为什么”和“怎么做”。书中还涉及了一些前沿的研究方向和未来发展趋势，这让我对这个领域有了更广阔的视野和更长远的思考。总的来说，这本书为我打开了一扇通往深海声学世界的大门，让我得以窥探其中精妙的技术原理和广阔的应用前景，也激发了我对科学探索的无限热情。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样一个对海洋科学抱有浓厚兴趣的读者而言，这本书无疑是一份宝贵的礼物。它以一种非常独特的方式，将“声音”这一抽象的概念，转化为一种强大的“感知”能力，进而应用于海洋环境的探索和监测。我尤其喜欢书中对各种被动声学测量方法的介绍，例如声呐阵列的配置和数据采集，以及如何利用这些数据来推断声源的位置。作者的论述逻辑清晰，语言流畅，即使是对于一些复杂的物理模型和数学公式，也能做到通俗易懂的解释，让我能够轻松地跟随他的思路进行学习。书中对实际工程应用的描述，更是让我感受到了声学技术在现实世界中的重要价值，无论是水下目标探测，还是海洋环境噪声分析，都展现出了其不可替代的作用。这本书让我深刻地认识到，人类的智慧是如何通过对自然规律的深刻理解，来创造出强大的技术工具，从而拓展我们对世界的认知边界。它不仅是一本技术指南，更是一本启发思考、激发探索精神的读物。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本书，我被它所传递出的那种严谨而又充满想象力的气息所吸引。书中的内容，仿佛是一次穿越时空的旅行，从基础的声学原理出发，一步步带领读者深入到复杂精密的定位系统中。我特别欣赏作者对于不同定位方法的细致对比和深入剖析，无论是基于时间差、角度差还是强度差的原理，都得到了清晰的阐述，并辅以详实的数学模型和图示。这种细致入微的讲解，让我在理解抽象概念的同时，也能感受到背后蕴含的工程智慧。书中对实际应用场景的描绘，更是让我看到了理论与实践相结合的魅力，仿佛置身于真实的海洋环境中，感受着声学技术在海洋探索、军事侦察乃至资源勘探中的关键作用。作者在论述过程中，并没有回避那些可能存在的挑战和难点，反而以一种坦诚的态度，将其一一呈现，并探讨了相应的解决方案。这种对问题的深刻洞察和对技术细节的精益求精，让我对这本书的专业性和可信度有了极高的评价。它不仅仅是一本技术书籍，更是一部关于人类如何利用声音探索未知世界的智慧结晶。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我一种全新的视角去理解那些无形的“听觉”世界。我并非声学领域的专家，但读这本书的时候，却能感受到一种强大的逻辑力量在牵引着我的思绪。从开篇对海洋环境复杂性的描述，到各种声学传感器的原理剖析，再到最终的数据处理和算法推演，每一步都显得那么自然而又深刻。我尤其印象深刻的是书中对“信息融合”的探讨，它展示了如何将来自不同源头的微弱信号，通过精妙的算法，合成为有价值的信息，从而精确地定位目标。这种从混沌中寻找秩序的能力，让我不禁感叹科学的伟大。书中还涉及了许多我从未接触过的概念，比如多路径效应、噪声干扰等，但作者总能以一种化繁为简的方式，将这些复杂的问题解释清楚，让我能够跟得上思路，并从中获得知识的启迪。阅读这本书的过程，就像是在解开一个又一个精巧的谜题，每一次的理解和领悟，都带来一种智力上的满足感。它让我看到了技术在现实世界中的强大应用，以及人类不断挑战极限、探索未知的精神。

评分☆☆☆☆☆

不错不错不错不错不错不错

评分☆☆☆☆☆

比较有深度

评分☆☆☆☆☆

书中对一些处理的信号方式的物理基础介绍的不清楚，对不同平台的定位技术没有介绍，除匹配场以外的定位技术没有介绍，感觉没有写出想要看的东西

评分☆☆☆☆☆

帮同事买的，书的质量很好，就是价格太贵了，要是自己买有点心疼

评分☆☆☆☆☆

书是正版，快递快，态度好

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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