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水声定位技术的特点及影响因素分析概述目录TOC\o"1-3"\h\u4965水声定位技术的特点及影响因素分析概述 (2-9)式(2-9)说明，当深度为时，该声线实现了反转(在该声速剖面下，未出现这种情况)。至于图示声线的曲率半径、轨迹曲线等信息，可参考文献[63]。图2-3线性声速分层下的声线折射轨迹示意图如图2-4所示，图(a)是图2-1对应的浅海声速剖面，图(b)是该剖面对应的本征声线图(多径的结构)。可见，声线的传播轨迹是分段曲线，且总是向声速变小的方向弯曲。声线的疏密可以表征声能的密度，通常而言，声线会聚的地方声强大，发散的地方声强小。同时，在部分特定区域，声线几乎不会到达，该区域的声压也会无限接近于零，该区域被称为声影区。声影区是声场中的典型现象。(a)(b)图2-4浅海声速剖面及其对应的多径结构图(a)浅海声速剖面(b)多径结构图1.4海洋中的环境噪声除了上述信道的传输特性之外，海洋环境噪声也能影响水声通信系统的性能，一般将其看作是水声信道中的一种加性干扰的背景场[64]。海洋环境噪声的成分十分复杂，包含了大量有关海洋表面状态、海洋上空大气、海洋下地壳构造过程、海洋动物行为等方面的信息。在水声学中，环境噪声常用噪声谱级(NoiseLevel，NL)来表示，其定义为所测的噪声值折算到1Hz带宽的值。长期的研究结果表明：在不同的位置上，环境噪声的来源不同；在不同的频段上，环境噪声具有不同的特性。在20世纪60年代，有学者研究了海洋中湍流等噪声源对环境噪声的影响，并绘制了经典的环境噪声谱级曲线[65]，其结论总结如下：在低频段(0.1-10Hz)内，每倍频程按-8~-10dB衰减，主要噪声源是地震、水下火山爆发、风暴以及海洋表面的一些过程(表面波的非线性相互作用)，此时噪声级与风速关系不大。在50-300Hz的频段内，噪声主要是由船舶交通引起的，因此这段谱级的强弱与航运的频繁程度有关。此外，由于这些频率的声波衰减很小，因此可以传播得很远，是大尺度水声定位技术需要考虑的因素之一。在0.5-50kHz的频段内，每倍频程按5~6dB衰减，该频段的噪声与海洋表面的状态(风速、海况)相关，即风动海面所产生的风关噪声。风关噪声的机制也比较多，比如白浪花、气泡、湍流伪声和空气边界层噪声等。在频率高于100kHz时，受海水分子运动产生的热噪声占据主导地位。此外，海洋生物在相互交流、追踪猎物、吓唬敌人时会产生生物噪声，这在海洋的某些区域和特定时期比

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