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Swin-Transformer故障信息挖掘的海底观测网故障定位方法
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作者 栾韶泽 李光炬 +3 位作者 甘维明 季桂花 邢炜光 赵赞善 《网络新媒体技术》 2024年第3期47-56,共10页
海底观测网长期受海洋环境与人为因素影响,易使光电复合缆绝缘破损与海水接触形成电学故障点。如何准确地定位电学故障点,对提高海底观测网输电与信息传输的可靠性至关重要。首先根据海底观测网输电结构建立海底观测网输电模型,推导与... 海底观测网长期受海洋环境与人为因素影响,易使光电复合缆绝缘破损与海水接触形成电学故障点。如何准确地定位电学故障点,对提高海底观测网输电与信息传输的可靠性至关重要。首先根据海底观测网输电结构建立海底观测网输电模型,推导与模拟电学故障点传播至观测点的暂态电流,然后由连续小波变换提取暂态电流与故障点对应的内在关联特征量,最后通过Swin-Transformer神经网络挖掘内在关联特征量与故障距离的匹配关系来定位电学故障点。研究结果表明,在内在关联特征量样本测试集条件下,光电复合缆≤160 km的电学故障点定位误差小于400 m,可为长距离光电复合缆的海底观测网电学故障点定位提供参考。 展开更多
关键词 海底观测网 光电复合缆 电学故障点 暂态电流 Swin-Transformer 故障点定位
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基于差频匹配场的深海声源定位方法
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作者 胡佳华 甘维明 +2 位作者 季桂花 李光炬 任云 《网络新媒体技术》 2023年第6期51-59,共9页
匹配场处理是水下目标定位的重要方法,其利用声场的空间结构匹配来反演声源位置,但传统匹配场处理(CMFP)对环境参数的失配非常敏感,容易产生误差。频率差匹配场处理(FDMFP)相比于CMFP具有更高的稳健性,但不适用于深海环境;仅相位匹配自... 匹配场处理是水下目标定位的重要方法,其利用声场的空间结构匹配来反演声源位置,但传统匹配场处理(CMFP)对环境参数的失配非常敏感,容易产生误差。频率差匹配场处理(FDMFP)相比于CMFP具有更高的稳健性,但不适用于深海环境;仅相位匹配自积处理(POMAP)在FDMFP基础上改进后适用于深海环境,但POMAP的抗噪性较低。因此,本文在仅相位匹配自积处理(POMAP)方法的基础上,将带宽平均处理移动到匹配处理后的位置,提出了改进的仅相位匹配自积处理(IPOMAP)方法,以及将CMFP、POMAP、IPOMAP组合处理的方法(CPIP),该方法既有较好的抗噪性,又能在深海环境下保持差频匹配场处理方法的高稳健性。数值仿真和实验数据分析结果表明,CPIP在CMFP、POMAP、IPOMAP、CPIP中具有最优的定位性能,在40 km范围内具有最小的声源定位误差。这为失配环境和低信噪比时的深海声源定位方法的研究提供一种可行的思路。 展开更多
关键词 差频匹配场 深海定位 抗噪性 稳健性 仅相位匹配处理
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浅海中内波对匹配场时间相关的影响 被引量:9
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作者 季桂花 李整林 戴琼兴 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第5期419-424,共6页
利用一次夏季浅海水文实验资料,数值仿真研究有线性内波和孤立子内波存在条件下的匹配场时间相关性。考察和总结了有内波存在时不同声源频率、声源深度和内波幅度等参数对匹配场时间相关的影响。研究结果表明:由于内波与声场的相互作用... 利用一次夏季浅海水文实验资料,数值仿真研究有线性内波和孤立子内波存在条件下的匹配场时间相关性。考察和总结了有内波存在时不同声源频率、声源深度和内波幅度等参数对匹配场时间相关的影响。研究结果表明:由于内波与声场的相互作用,匹配场时间相关长度会随着线性内波的平均能流密度及孤立子内波幅度的增大而减小;频率越高,声波穿过内波场时的匹配场时间相关下降的越快;声源位于跃层下时的匹配场时间相关明显的优于跃层上的情况;孤立子内波距声源的位置对匹配场时间相关影响相对较小。 展开更多
关键词 孤立子内波 时间相关性 匹配场 浅海 声源频率 平均能流密度 实验资料 数值仿真
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南海北部浅海声场起伏及统计特性 被引量:4
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作者 季桂花 何利 +1 位作者 张振洲 甘维明 《声学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1132-1143,共12页
水下声场的时间积分声强和峰值声强是声呐检测中的重要物理量,而海洋中的内波等动力学过程会造成声场强度的起伏。对南海北部浅海内波环境下定点声起伏实验数据分析,结合数值仿真,总结了试验海域近海底发射和近海底接收条件下内波引起... 水下声场的时间积分声强和峰值声强是声呐检测中的重要物理量,而海洋中的内波等动力学过程会造成声场强度的起伏。对南海北部浅海内波环境下定点声起伏实验数据分析,结合数值仿真,总结了试验海域近海底发射和近海底接收条件下内波引起接收信号强度起伏的统计特性.分析结果表明:接收信号的时间积分声强起伏小于峰值声强起伏;时间积分声强与峰值声强起伏的概率分布与对数正态分布较为接近.时间积分声强和峰值声强起伏大小与信号的频率有关,同一收发距离,中心频率650 Hz信号的声强起伏较中心频率310 Hz和375 Hz信号的声强起伏更为剧烈。对于同一频率,当海底较平坦时,声强起伏的闪烁指数随传播距离的增加而增大;当水深随传播距离逐渐变深时,声强起伏规律受内波和水深变化共同影响而更为复杂,闪烁指数先随传播距离增加而增大,之后又随传播距离的增加而逐渐变小. 展开更多
关键词 声强 传播距离 对数正态分布 闪烁指数 时间积分 接收信号强度 实验数据分析 浅海声场
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南海线性内波条件下的匹配场时间相关长度 被引量:3
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作者 季桂花 李整林 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第1期1-7,共7页
对于相位敏感的算法,声场时间相关长度是一个重要的参数。它能确定与相位有关的水声通讯算法的比特率和误码率,以及其他对相位敏感的信号处理算法如匹配场处理的信号增益。为了考察南海线性内波对匹配场时间相关长度的影响,本文分析了2... 对于相位敏感的算法,声场时间相关长度是一个重要的参数。它能确定与相位有关的水声通讯算法的比特率和误码率,以及其他对相位敏感的信号处理算法如匹配场处理的信号增益。为了考察南海线性内波对匹配场时间相关长度的影响,本文分析了2001年亚洲海国际声学实验(ASIAEX2001)南中国海实验的水文数据,得到了符合该海域的内波频谱表示,并通过数值仿真研究了该海域存在线性内波时匹配场时间相关长度与声源频率f、收发距离R以及声速起伏δC的关系,总结了南海线性内波环境中匹配场时间相关长度的经验表示。仿真中所用的声源频率f为150~1200 Hz,收发距离R为20~32 km,声速起伏δC为1.37~5.0 m/s。结果表明,在该实验水文条件下,匹配场时间相关长度与δC^(-1.3)和f^(-1.1)成正比;在海底水平不变和水平变化时分别与R^(0.7)和R^(-0.5)成正比。 展开更多
关键词 匹配场处理 相关长度 时间 内波 线性 南海 信号处理算法 声学实验
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基于相移小波的信号包络提取方法研究 被引量:4
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作者 梅璐璐 林京 +1 位作者 季桂花 何利 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第6期1122-1128,共7页
针对现有的包络解调方法对噪声宽容性差的不足,论文利用窄带调制类型信号相关函数的一个基本特性,建立了基于相移小波的信号包络提取方法。该方法采用Morlet小波为基小波,根据信号的中心频率和采样率等已知信息,能够有效地提取信号的包... 针对现有的包络解调方法对噪声宽容性差的不足,论文利用窄带调制类型信号相关函数的一个基本特性,建立了基于相移小波的信号包络提取方法。该方法采用Morlet小波为基小波,根据信号的中心频率和采样率等已知信息,能够有效地提取信号的包络,并且对低信噪比信号也具有良好的宽容性,仿真结果证明了该方法的有效性,并且证明了该方法的性能优于现有的其他解调方法。最后,采用该方法对一个实测的水声数据进行了分析处理,也取得了令人满意的结果。 展开更多
关键词 小波 包络 解调
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利用直达波和海面反射波到达时延反演深海声速剖面 被引量:1
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作者 余炎欣 李晟昊 +1 位作者 季桂花 李整林 《声学技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期512-517,共6页
研究了利用直达波与海面反射波到达时延反演深海声速剖面的方法,采用最严经验模态方法组织利用历史水文数据并进行反演,并利用2016年南海中南部冬季调查的实验数据进行了验证。反演结果与实测声速剖面在深度小于710 m处的平均绝对误差... 研究了利用直达波与海面反射波到达时延反演深海声速剖面的方法,采用最严经验模态方法组织利用历史水文数据并进行反演,并利用2016年南海中南部冬季调查的实验数据进行了验证。反演结果与实测声速剖面在深度小于710 m处的平均绝对误差的最大值为2.15 m·s^(-1),反演结果与实测值基本相符。 展开更多
关键词 到达时延 声速剖面反演 最严经验模态
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Coherence-Time of Matched-Field Processing in Shallow Water in the Presence of Linear Internal Waves 被引量:4
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作者 季桂花 李整林 戴琼兴 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2009年第9期173-176,共4页
Relationships among the signal coherence-time of matched-field processing (MFP), the acoustic frequency, the source-receiver range, and the sound speed standard deviation (STD) caused by internal waves in shallow ... Relationships among the signal coherence-time of matched-field processing (MFP), the acoustic frequency, the source-receiver range, and the sound speed standard deviation (STD) caused by internal waves in shallow water, are numerically investigated based on oceanographic data from two shallow water experiments. It is found that the coherence-time can be fitted with an inverse square-root power of range, a near inverse 1 power of frequency, and inverse 1.3 power of sound speed STD. 展开更多
关键词 sea surface nonliear interaction numerical method
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