水声技术杨坤德等深海声传播信道和目标被动定位研究现状
水下动目标被动跟踪研究
水下动目标被动跟踪研究一、本文概述随着海洋资源的日益开发和利用，水下动目标被动跟踪技术已成为水下探测和海洋工程领域的重要研究方向。
该技术通过接收和分析水下动目标自身发出的声波、电磁波等信号，实现对目标的被动跟踪和识别，具有隐蔽性好、抗干扰能力强等优势。
本文旨在深入探讨水下动目标被动跟踪技术的研究现状、基本原理、关键技术及其发展趋势，以期为相关领域的理论研究和实际应用提供有益参考。
文章首先将对水下动目标被动跟踪技术的研究背景和意义进行阐述，明确研究的重要性和紧迫性。
接着，介绍被动跟踪的基本原理和关键技术，包括信号处理、目标特征提取、跟踪算法等，并分析各种技术的优缺点及适用范围。
在此基础上，文章将重点分析当前水下动目标被动跟踪技术面临的挑战和难题，如水下环境的复杂性、信号的衰减与干扰、多目标跟踪等问题，并提出相应的解决策略和方法。
文章将展望水下动目标被动跟踪技术的发展趋势和前景，探讨新技术、新材料和新方法在水下动目标被动跟踪领域的应用前景，以及未来研究方向和挑战。
通过本文的综述和分析，希望能够为相关领域的研究人员和技术人员提供有益的启示和参考，推动水下动目标被动跟踪技术的不断创新和发展。
二、水下动目标被动跟踪理论基础水下动目标的被动跟踪是一项复杂而关键的技术，其理论基础涉及声学、信号处理、估计理论等多个领域。
被动跟踪主要是通过接收和分析目标发出的声信号或者其它形式的辐射信号，来估计和预测目标的位置、速度和运动轨迹。
声波传播理论：水下环境的声学特性对被动跟踪具有重要影响。
声波在水中的传播受到水温、盐度、压力等多种因素的影响，这些因素会导致声波速度的变化和信号的衰减。
因此，对声波传播特性的准确理解是实现水下被动跟踪的基础。
信号处理技术：水下被动跟踪需要对接收到的微弱信号进行有效的处理，以提取出有用的信息。
这包括信号的预处理、特征提取、目标识别等步骤。
通过信号处理技术，可以将目标信号与背景噪声区分开来，提高跟踪的准确性和鲁棒性。
水声通信技术研究进展与技术水平现状
水声通信技术研究进展与技术水平现状摘要：人类对海洋的深入探索和利用推动了水声通信技术的快速发展,特别是最近二十年,水声通信技术水平大幅提高,技术发展也呈现了一些新的趋势。
本文综合国内外最新发表的学术论文与实验结果,梳理了水声通信技术发展历程以及未来趋势,重点在调制方式、编码方法等方面总结出当前水声通信领域的前沿研究方向。
在此基础上,本文归纳得出当前水声通信科研实验水平和商用系统性能的上界,这对于衡量水声通信技术的发展水平具有一定的参考意义。
关键词：水声通信;单载波调制;多载波调制;信道编码1 引言人类的海洋活动日益增多,对水下信息传输提出更多更高的需求。
水下无线通信技术的发展推动了人类海洋活动模式的演进与变革,应当引起足够重视。
声波是水下无线通信首选的信息载体,水声通信一般是指水下的移动体与固定体之间,或者移动体相互之间通过声波信道进行的通信。
水声信道特性十分复杂,一般来讲具有多途、频散、环境噪声高、信道带宽窄、多普勒频移大等特点。
特别是海洋中存在各种时间和空间尺度的海洋动力过程,引起了水体的非均匀性,加之海面的随机波动性和海底的不平整性等因素,均会对水中的声波传播造成影响,因此水声信道存在显著的空间差异和时间起伏,这会严重影响到水声通信设备对信号的可靠检测和解码,实现稳健水声通信的难度很大。
近二十年来,研究人员在认知水声传播规律和信道特性、提高水声通信速率和距离、对抗信道衰落和起伏等方面进行了大量的研究探索;同时,得益于信号处理理论技术的突破和计算机性能的跃升,联合均衡译码[1-2]、近香农限信道编译码、多载波调制[3]、多输入多输出[4]等一系列先进的通信信号处理技术先后涌现并得以引入到水声通信领域,取得了许多性能优异的实验结果,部分技术已经开始转入工程化应用。
本文将按以下结构对当前水声通信的技术水平与技术发展趋势进行梳理:第2节,简要梳理水声通信技术发展脉络,并重点介绍当前水声通信的几个研究热点和最新进展情况。
声学技术海洋声学目标探测技术研究现状
声学技术I海洋声学目标探测技术研究现状海洋声学LI标探测技术对于维护国家主权，保障国家海洋环境安全，促进海洋探索与开发至关重要。
近年来，水下口标隐身技术不断进步，给水声探测技术带来了巨大挑战。
针对这一挑战，低频、移动、多节点水声探测技术日益受到重视，同时，探测隐身LI标的多源声学网络也应运而生。
山此可见，通过水声通信组网技术将主被动探测节点连接成水声探测网络，并对获取的多源信息进行融合，是海洋声学LI标探测技术发展的一个重要途径。
被动探测技术海洋声学H标被动探测是应用最为广泛的技术之一，其主要利用水听器及其阵列接收U标自身辐射噪声或信号，如潜艇辐射的螺旋桨转动噪声、艇体与水流摩擦产生的流噪声、以及各种发动机机械振动引起的辐射噪声等，同时结合信号处理技术以提取有用信息，如口标信号特征、方位、距离和深度等。
山于被动探测系统本身并不发射信号，所以口标不易察觉其存在，具有较强的隐蔽性。
水听器及其阵列构成了被动探测的硬件基础，而被动声呐系统则是水听器及其阵列的主要安装平台，其形式、尺寸及安装形式等都对信号接收产生直接影响；信号处理部分则构成了软件基础，决定了信息提取的有效性，是被动声呐系统的大脑。
硬件和软件基础共同决定了被动探测技术的性能。
1•典型被动声呐平台典型被动声呐平台主要包括岸基平台、舰船与潜艇平台以及航空飞行器平台，其包含的水听器主要有标量的声压水听器和矢量水听器2种，阵列形式可分为线型、面型和体积型，实际中可依据不同的应用环境选择不同的阵型。
岸基声呐是固定式水声监听系统的一种，一般以海岸为基地，在大陆架或者海岛周边大型布放水下基阵，用于警戒和监视海峡、港口、航道以及敬感水域的敌方水下潜艇活动，是反潜预警系统的重要组成部分。
一般山线性水听器基阵、海底电(光)缆、岸上终端电子设备以及电源系统等组成。
岸基声呐中较为典型的是美国在冷战时期部署的声音监控系统(SOSUS),该系统釆用子阵技术，将一条长线阵分成2〜3个子阵单独处理，再结合起来进行波束形成，从而得到较窄的波束和更好的指向性。
海洋技术研究 水声目标识别技术现状与发展
海洋论坛▏水声目标识别技术现状与发展鱼雷和水雷等水下武器呈多样化趋势，海战场环境更为复杂。
水声目标识别是反潜、鱼雷防御和水声对抗的前提，已成为重要研究课题。
现阶段水声目标识别主要通过提取目标特征量区分目标类型和种类信息。
本文针对舰船、鱼雷和干扰等目标，介绍了水声识别方法及目标综合识别的3类算法模型；阐述了国内外水声目标识别技术发展历程与现状；基于现有技术局限和环境影响分析了水声目标识别存在问题并展望了未来技术发展方向。
一、水声目标识别近年来，水声目标身份识别已成为水声目标研究热点。
水声目标识别主要依据目标特征信息。
目标特征信息是目标原始数据中包含或可提取的一种能精确和简化表明目标状态和身份的信息。
水声目标主要包括噪声、运动、尾流和几何结构等特征信息。
不同水声目标的特征信息不同，如潜艇和鱼雷几何结构不同，其声呐探测目标尺度特征不同；潜艇和水面舰船噪声辐射能量差异表现为目标尾流不同。
⒈识别方法水声目标识别方法包括以下7种：⑴噪声特性：水面舰船和潜艇噪声主要包括机械、螺旋桨和水动力噪声；鱼雷和水下潜航器噪声主要是推进系统噪声，声源强度相对较弱。
通常，水声目标辐射噪声能量主要来自螺旋桨和机械噪声，舰艇航行状态（包括深度、速度和加速度等）决定了哪种噪声起主导作用。
同类舰船的辐射噪声具有一定相似性，不同类舰船的动力系统和机械结构不同，其辐射噪声特性存在差异，故利用辐射噪声特性差异可实现水声目标分类。
⑵运动特征：不同水声目标的职能、工作状态和运动状态均不同。
水声目标运动状态（包括航行速度、方位角变化率和加速度等）及突变等行为均与其使命和任务相关。
此外，水声目标的行为、状态和类型具有关联性，通过预估目标运动状态可预测目标任务/职能，从而实现目标分类。
水声目标运动特征物理意义明确，不易受噪声和信道干扰，可分性较好。
利用这些特征作为识别依据可提高识别系统性能，如直航鱼雷与尾流自导鱼雷打击轨迹不同，水下高速目标一般是鱼雷而非潜艇和水雷。
水声通信技术进展
水声通信技术进展随着科技的快速发展，水声通信技术已经成为海洋探测和通信的重要手段。
水声通信技术是一种利用声波在水下进行信息传输的技术，具有传输距离远、抗干扰能力强、传输速度快等优点，被广泛应用于海洋资源开发、水下考古、军事等领域。
本文将介绍水声通信技术的发展现状及未来趋势。
一、水声通信技术的概述水声通信技术是一种利用声波在水下进行信息传输的技术。
水声通信系统由发送端和接收端组成，发送端将信息编码成声波信号，通过水介质传播到接收端，接收端解码声波信号并恢复出原始信息。
水声通信技术可以广泛应用于海洋资源开发、水下考古、军事等领域。
二、水声通信技术的发展现状1、国外水声通信技术的发展现状随着全球经济的不断发展，各国对于海洋资源的开发越来越重视。
因此，水声通信技术成为了一个热门领域。
在国外，美国、俄罗斯、日本等国家都在水声通信技术方面进行了大量的研究和实践，取得了很多成果。
例如，美国科学家研制出了一种名为“海卫”的水声通信系统，该系统可以在水下传输高速数据，并且具有很强的抗干扰能力。
2、国内水声通信技术的发展现状在我国，水声通信技术也得到了越来越多的和研究。
中国海洋大学、中科院声学研究所等科研机构在此领域进行了深入研究，并取得了一系列的科研成果。
例如，中国海洋大学研制出了一种名为“海之语”的水声通信系统，该系统可以在水下传输语音、文字和图片等多种类型的信息。
三、水声通信技术的未来趋势1、高速率传输由于水声通信技术的传输速率受到很多因素的影响，例如水的温度、盐度、压力等，因此提高传输速率成为了水声通信技术的一个重要方向。
未来，水声通信技术将会向着高速率传输的方向发展，以实现更快速的数据传输和更高效的通信。
2、远距离传输远距离传输是水声通信技术的另一个重要方向。
目前，水声通信技术的传输距离还受到很多限制，因此提高传输距离成为了未来发展的重要方向。
未来，水声通信技术将会向着更远距离传输的方向发展，以实现更广泛的通信覆盖范围。
水声通信技术的研究与发展
水声通信技术的研究与发展随着科技的不断发展，水声通信技术也得到了越来越多的关注和发展。
水声通信技术是一种利用水作为传递信号媒介，进行语音、数据传输和定位的技术。
它具有传输距离远、信号稳定、抗干扰能力强等特点，被广泛应用于海洋、水下勘探、海底资源开发和军事通信等领域中。
一、水声通信技术的研究现状目前，国内外对水声通信技术的研究已经取得了一定的成果，并且在一些特定领域的应用也得到了广泛的推广和应用。
例如，在海洋勘探中，水声通信技术可以通过声波将数据传输到远处，达到远距离数据收发的目的。
而在军事通信方面，水声通信技术也可以利用水的特性来进行保密通信，确保传输的安全可靠。
二、水声通信技术的研究重点在水声通信技术的研究中，主要集中在以下几个方面：1.声信号的设计与制备水声通信技术的关键在于声信号的设计与制备。
目前，国内外的研究者们已经提出了多种不同的声信号的设计方法，并且在实验室中进行了验证。
例如，可以通过信号处理技术来设计适合不同场景的声信号，使其具有更好的传输性能。
2.水声通信中的信道建模与优化在水声通信中，信道建模与优化也是影响通信性能的重要因素之一。
建立合理的信道模型并且进行优化可以帮助提升通信质量，并且减少通信误差率。
3.水声通信技术中的混杂环境处理在实际应用中，水声通信技术有时会受到周围噪声的干扰，从而影响通信信号的传输质量。
因此，在水声通信技术中，如何处理混杂环境的信号干扰问题，也是研究的重点之一。
4.水声通信技术中的多路信号传输多路信号传输是水声通信技术中一个非常重要的方向。
在水下勘探、海洋资源开发等领域中，需要同时传输多路信息，因此如何设计多路信号传输方案，也是水声通信技术研究中的一个重要问题。
三、水声通信技术的未来发展随着社会的不断发展，水声通信技术也将不断得到创新和发展。
未来，我们可以望到水声通信技术在以下几个方面的新进展：1. 水声通信技术的自适应算法随着人工智能技术的不断发展，自适应算法也在水声通信技术中得到广泛应用。
水声信号处理中若干研究方向的现状及发展趋势
水声信号处理中若干研究方向的现状及发展趋势孙超，杨益新（西北工业大学声学工程研究所，西安 710072）1 引言水声信号处理领域的早期研究成果大多是数学专业出身的科学家完成的，研究工作植根于对声及其特性的物理和数学观察与分析。
作为一门交叉学科，近年来，水声信号处理研究领域也伴随着自适应信号处理、传感器阵列，以及检测与估计理论中的进展而发展。
同时，对海洋环境中多种现象的物理机理探究，促使水声信号处理领域研究成果逐步得到应用。
水声信号处理涉及广泛的研究课题，国内外对该领域的研究工作进展做过各种形式的综述。
典型的有1998年发表于IEEE信号处理杂志的一组题为《水声信号处理的过去、现在与将来》的专稿[1]，而国内则于2006年在《物理》杂志发表了一组题为《声纳技术及其应用专题》的文章[2-9]。
受时间、篇幅以及作者能力所限，本文将只对水声信号处理研究领域中有限的几个研究方向上的研究进展进行归纳总结。
2 被动定位—匹配场技术20世纪80年代以来，被动定位技术中的重要发展就是在信号处理算法中加入了声传播模型，主要用于估计一个辐射源的距离和深度（以及方位）。
这种处理方法称作匹配场处理（Matched Field Processing—MFP）。
MFP的核心就是对常规的一维平面波波束形成进行推广，使其能够对海洋中的点声源进行三维定位。
一维平面波波束形成只能使基阵在方位上进行扫描，使其在所有可能的源方位上与测量数据进行“匹配”，并寻找其中相关程度最大处的参数值作为目标方位估计。
在三维匹配场波束形成中，基阵能够对不同的目标参数（距离、深度、方位）组合进行描述，寻找其与测量数据匹配程度最大的参数值，认为是目标的位置参数估计。
MFP的发展与海洋中声传播建模的进展是并行的。
当Clay研究模态传播时，他最早发现了波导模型、基阵和信号处理之间的密切关系[10]。
尽管他没有提到信号源定位或层析，但他清楚地建立了模态表示、传播和基阵处理之间的相互关系。
2024年水声定位系统市场分析现状
2024年水声定位系统市场分析现状简介水声定位系统是一种利用水音传播特性实现目标定位和跟踪的技术，广泛应用于海洋勘探、水下导航、水下通信等领域。
本文将针对水声定位系统的市场现状进行分析，并探讨其发展趋势。
市场规模及发展趋势水声定位系统市场在过去几年中快速增长，预计未来几年仍将保持高速增长。
据市场研究公司统计，2019年全球水声定位系统市场规模达到XX亿美元，预计到2025年将达到XX亿美元。
该市场的快速增长主要受以下因素推动： 1. 海洋工程的需求增加：随着海洋石油勘探、海底电缆铺设等海洋工程的兴起，对水声定位系统的需求量大幅增加。
2. 军事领域的应用拓展：水声定位系统在水下军事侦察、反潜作战等方面的应用不断拓展，军队的需求推动了市场的发展。
3. 水下考古和科学研究的需求增加：水声定位系统在水下考古、海洋生物研究等领域发挥着重要作用，需求量不断增加。
市场竞争格局目前，水声定位系统市场竞争格局较为分散，主要厂商包括国际上的Kongsberg、Teledyne Reson和国内的海洋通讯、中船重工等。
国际厂商在技术研发、产品质量和品牌影响力等方面具有较大优势，但国内厂商在价格竞争和售后服务上具备一定优势。
新兴的创业公司也开始涌现，他们通过技术创新和产品差异化来与传统厂商竞争。
同时，一些大型科技公司也在水声定位系统领域进行投资和探索，加大了市场竞争的强度。
技术发展趋势1.多传感器集成技术：将多种传感器集成在水声定位系统中，可以提高目标定位的精确度和稳定性。
目前，多传感器集成已成为技术发展的趋势之一。
2.智能化和自动化：水声定位系统随着技术进步已经实现了一定程度的智能化和自动化，未来将进一步加强自主决策能力和自动任务执行能力。
3.高能效和低功率消耗：技术研发中对高能效和低功率消耗的追求有助于延长系统的使用时间和提高系统的可靠性。
4.数据处理与算法优化：随着水声定位系统获取数据量的增加，数据处理和算法优化变得尤为重要。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水声技术▏杨坤德等：深海声传播信道和目标被动定位研究现状冷战结束之后，国际水声界的理论和实验研究偏重于浅海，国内水声界的工作也主要集中在我国周边近海的大陆架浅海环境。
但是最近十几年，为了争夺海洋资源，国际上的“蓝色圈地”运动深入深海。
我国海洋科技特别是深海领域起步较晚，与发达国家相比，在装备和技术体系的建设方面存在巨大差距。
《“十三五”海洋领域科技创新专项规划》将深海探测技术研究列为重点任务之一，深海环境中的目标远程探测已经成为当前的研究热点。
研究基于水声传播物理特征的信号处理技术是推动水声装备进一步创新发展的重要途径。
只有将海洋环境复杂性考虑在内，新型声呐才有可能达到最优的技术性能。
从这个角度来说，深海声呐技术取得跨越式发展的重要途径之一，在于对深海环境水声传播特性的深入挖掘。
总而言之，水声物理模型、信号处理技术与海洋环境紧密结合是水声技术发展的必然趋势。
一、深海声传播信道深海最大的特点是其独有的海洋分层现象及其产生的不同声传播模式，这些声传播模式与声呐的工作原理密切相关。
图1为低纬度地区一个典型深海声速剖面下声传播路径示意图。
声速剖面为典型的3层结构：表面等温层（形成表面波导）、温跃层和深海等温层。
在深海等温层，当某深度上的声速与海面声速相同时，该深度称为临界深度。
声线由表面波导底部出射，出射角度为0º～5º，传播路径如图1中所示。
下面分析每种深海信道及其在目标探测中的应用。
图1 低纬度地区典型深海声速剖面下声传播路径示意图⒈表面波导表面波导是由海洋表面等温层导致声速剖面微弱正梯度形成的，表面波导可实现水声的远距离传播，因此，表面波导特性及其声传播受到了广泛关注。
Baker和Schulkin基于实验数据给出了表面波导中近距离声传播损失的经验公式；Duan等分析了声呐在表面波导中主动发射和被动接收时的最优深度，以及表面波导中声波的波达角问题。
夏季的表面波导层很薄并且不稳定，存在强烈的时空变异性，是不稳定的信道。
在冬季，表面波导较为明显，但当声呐系统在近海面工作时，由于海面混响和近海面噪声的干扰，目标探测距离有限。
表面波导“陷获”声波有频率的要求。
所有波导都存在低频截止的问题，即存在一个截止频率——在这个频率以下，声能将不能在波导中远距离有效传播。
在典型深海环境中，表面波导层厚度一般小于50m，此时，只有声波频率很高时，表面波导才能真正起到波导传播作用。
⒉表面波导泄露随着潜艇降噪技术的不断发展，潜艇噪声级显著降低。
同时，消声瓦的使用，很大程度地减小了中高频主动声呐的探测距离，因此声呐低频化成为对抗安静型潜艇的重要手段。
表面波导泄露则是低频信号在深海传播时一种独有的传播现象。
如图1蓝色点划线所示，当低频声能在表面波导中传播时，一定条件下有较强的能量可传播至深海“声影区”，从而实现“声影区”内的水下目标检测，具有重要意义。
Labianca利用简正波理论刻画了表面波导中的声能量泄漏现象，随后，Murphy 和Davi[7]又利用射线理论解释了这一现象。
此外，Porter和Jensen结合实验数据说明了声能量泄漏的重要性。
最近，Duan等分析了表面波导的声绕射现象的物理机理，并给出能量衰减的速度随表面波导厚度和频率变化的表达式。
上述研究结果表明，利用表面波导的泄漏能量探测影区中的目标，需要采用低频信号。
⒊会聚区当声源位于海面附近，以较大的俯角发射的声线，一开始向下弯曲，在深海等温层随着声速的增大，声线逐渐向上弯曲，最后在海面附近会聚。
声线弯曲形成的高声强的环带即为通常所说的会聚区。
在大约30～50km跨度处形成第一个会聚区，第一个会聚区宽度约为4km，随着距离增加而不断增大。
会聚区内的传播以球面方式扩展，有关会聚区声传播的基础研究包括会聚区强度、距离，会聚区内信号相关性、到达结构等。
结合2013年在我国南海进行的深海声传播实验数据，Li等分析了深海1800m以浅、180km距离范围内的声场的空间相关性。
研究结果表明，当参考声信号位于会聚区时，深海声场的空间相关系数随接收距离和接收深度的分布与传播损失空间分布结构基本一致；实验结果显示各会聚区的水平纵向相关半径与会聚区宽度一致。
由于聚焦增益的原因，会聚区声传播损失小，适合用于远程目标探测。
但同时由于会聚区是周期性的出现，虽然探测距离远，但是探测盲区大，且存在会聚区模糊现象。
⒋海底弹射与会聚区相伴而生的是声影区，该区域没有直达声线覆盖，声能量较低。
由于表面波导、内波、锋面、粗糙海面等环境因素，一部分声能通过散射和绕射效应可进入声影区，提高声影区能量。
当位于海面附近的声源，向下出射的声线俯角足够大时，声线在海底反射，声能“照射”声影区，从而探测声影区中的目标。
这种探测方式主要是通过控制发射波束，根据反射几何原理探测特定距离声影区内的目标。
探测效率取决于海底的性质，海底越“软”，海底反射损失越大，海底反射信号的能量越弱。
在实际应用中，由于需要采样低频信号以减小传播损失，所以该探测模式需要非常大的发射功率以及较大的基阵孔径。
⒌靠声路径当水听器布放在临界深度以下，如图1中黑色实圆点所示，此时，目标与水听器之间存在的直达波传播路径被称为可靠声路径。
可靠声路径是一种重要的深海声传播信道，由于具有传播距离远（海深的5～7倍）、中近距离无影区、传播损失低、信道稳定、低频环境噪声级低等优势，而被广泛研究。
可靠声路径最早是在海啸波检测和预警方面发挥着重要作用。
将可靠声路径声传播研究作为实验的一部分，美国在菲律宾海先后组织了两次大型实验，分别称为PhilSea09和PhilSea10。
在PhilSea10实验中，2010年4月开始布放大规模的水声测量基阵，连续观测时间长达一年。
国内针对深远海的海洋环境特性、水声传播特性和声呐性能评估等方面的研究也是近几年才开始发展的，如深海大深度声场空间相关性。
目前，针对可靠声路径条件下的声传播特性，仍缺乏长时间、深入系统的理论研究和实验观测，该领域仍有很大的发展空间。
二、深海被动定位水声信号处理发展历程可以分为两个阶段：第一阶段为传统水声信号处理方法，声波假设为平面波，并且假设声场各向同性，在此基础上发展了丰富的阵列信号处理方法，并且使用匹配滤波技术提高处理增益。
第二阶段将水声物理纳入水声信号处理体系中，这一阶段海洋声学和水声传播理论成为研究热点，匹配场处理（MFP）是这一时期最具代表性的目标定位方法。
在深海环境中，多途干涉是声传播的重要特征之一，在时域和空域分别用多途时延和多途到达角表征。
本部分首先介绍匹配场处理在深海的应用情况，然后结合深海声传播的多途特征，概述可靠声路径条件下目标被动定位的研究进展。
⒈匹配场定位对水声信道传播特性的深入研究，使人们逐渐重视海洋波导环境的复杂性对水声信号处理的影响。
匹配场处理将海洋物理场纳入到信号处理框架中，将实际测量的水声数据与由模型得到的拷贝场作互相关，求得一个模糊表面，实现目标定位。
匹配场定位方法在深海被动定位中的应用，最早的实验研究可追溯至20世纪80年代，Fizell和Wales使用一个垂直线列阵成功定位到260km远处的低频声源信号；随后，Yang使用同一组数据利用模态分解的方法也成功实现了声源距离和深度的估计。
Transfer和Hodgkiss报道了在太平洋东北部进行的深海匹配场被动定位实验结果。
实验中使用了两种声源：一种是定深拖曳声源；另一种是声源距离固定，声源深度变化。
研究结果表明，无论常规匹配场处理器还是最小方差无畸变匹配场处理器都能在声源距离估计上取得较好的效果，但是声源深度估计结果模糊太大。
Westwood报道了在墨西哥湾进行的宽带匹配场定位实验结果，利用宽带频间相关匹配场处理，成功实现了43km以内声源的定位，实验结果表明增加信号带宽可以提高定位精度。
陈连荣等研究了高斯射线束方法在深海匹配场定位中计算拷贝场时的适用性问题。
尽管有诸多实验成功验证了匹配场处理在深海被动定位中的有效性，但是匹配场处理对模型误差的敏感性问题一直没有很好的解决办法；此外，为了得到更好的定位效果，理论上需要大孔径阵列以减小定位模糊，然而这种阵列的工程实现也非常困难，因此传统匹配场处理技术在深海定位应用中难以取得突破性进展。
⒉基于多途到达结构的目标定位在深海环境中，利用小孔径基阵便可以获得强目标信号的多途时延和多途到达角信息。
因此，基于多途到达角和多途到达时延匹配的被动定位方法便有了广泛的研究和应用。
在可靠声路径条件下，Duan等利用自相关函数提取了直达波和海面反射波之间的时延差信息，然后结合声场建模，通过扩展卡尔曼滤波实现了运动目标初始状态的估计。
基于直达波和海面反射波之间时延变化规律，Lei等提出了一种时延互相关匹配，仿真和实验均实现了目标距离和深度的估计。
该方法的优点是利用两条时延模糊曲线的交叉信息指示目标位置信息，可以实现低信噪比条件下的稳健定位。
孙梅和周士弘分析了大深度接收时声线到达角变化规律，并提出了基于矢量水听器水平振速和垂直振速能量差的被动声源测距方法。
⒊基于频域干涉条纹的定位多途时延对应频域中的干涉周期，将接收信号转换到频域，可以利用干涉条纹的周期振荡特性实现目标定位。
McCargar和Zurk利用直达波和海面反射波的干涉周期与声源深度的对应关系，提出了一种基于修正傅里叶变换的单频信号定深方法。
随后，Boyle等对上述方法的性能和应用限制做了进一步的分析。
但是，目前该方法仅限于理论分析，缺乏实验数据的验证。
实验数据验证的主要困难在于海面起伏很大程度上破坏了接收声场的空间干涉结构。
Duan等使用简正波的射线描述方法，研究了劳埃德镜干涉的形成原因，并给出了定量计算干涉条纹数量的数值方法。
Yang等研究了基于深海大深度声场互相关特性的单水听器目标定位方法。
在干涉图案中有两类干涉条纹：第一类干涉条纹与目标运动速度有关，第二类干涉条纹与目标深度有关。
通过傅里叶变换，将干涉条纹的振荡周期分别转换为目标径向运动速度信息和目标深度信息。
利用西太平洋实验数据，验证了所提目标运动参数估计方法的有效性。
在可靠声路径环境下，已有研究主要是揭示深海声场的声学物理机理和变化规律，提出水声物理和信号处理相结合的目标探测新原理、新方法，针对深海远程低信噪比条件，如何有效实现目标定位，还缺乏深入的理论和应用研究。
三、结语为了实现海洋强国梦，必须全面提升对全球海洋尤其是深海环境的科学认知能力。
在未来深海战场上，潜艇又是最具威胁的战略性武器之一。
因此，深入研究水声传播物理特性，有助于提升深海声呐目标远程探测能力，对海洋强国建设具有重要的意义。
随着声传播特性研究的不断深入和信号处理技术的快速发展，针对水下弱目标信号，应研究高增益宽容性水声信号处理理论与方法、声及非声探测与识别新原理新方法，提高复杂环境下水中兵器的探测与识别能力。