声场层析重建反演方法
海底声学参数反演方法研究
０ 引 言
海洋对 于声 传播 来 说 是 一个 非 常 复杂 的有 界 介
用匹配 场定 位法 反演 出海底 声速后 ， 由传 播损失 来反
演 衰减 系数 。通过 调 整 海底 衰 减 系 数使 得 数值 模 拟
的传传 播 损 失 Ｌ 值（ ， Ｔ 数 （ ，）之 差 的平方 和 最 小 来 反 演海 底 衰 减 。但 Ｌ信 ｒ
是 匹配 场定位 法将 收发 距 离 ｒ 作 为 待 反 演 的一 个 也 参 数加入 到 反演变 量 集 合 中 ， 增加 了变 量 数 ， 导致 反 演 问题 的局部 极值 数 目增 加 ， 大 了反演 问题 的复杂 加 性 。 海洋 声层析 技术 ， 利用 测量 固定 的声源 和接收 器 之 间传 播 时间 的扰 动 ， 以推 断 海洋 内部声 速 （ 可 以 至 海水 密度 ） 的起 伏 。这 种 技术 类 似 于 医 疗 上 的层 析 ｘ射线 照 相 技术 ， 是 为 大 范 围检 测 海 洋 盆 地 而 它
质 。水声信 号在产 生 延 时 、 减 和 失 真 的 同时 ， 会 衰 也 因海洋 环 境 因 素 的 影 响 而携 带 声 场 的大 量 信 息 ¨ 。
反演 是某些 特殊情 况下 不能 直接 获取 ， 而通 过相关 信 息逆推 可 以得 到 所要 的一 门技术 。海 底底 质 成 分 丰
维普资讯
第２ ９卷 第 ６期
２０ ０ ７年 １ ２月
舰
船
科
学
技
术
Ｖｏ ． ９．Ｎｏ ６ １２ ． Ｄｅ ．，２ ０ ｃ ０ ７
ＳＨＩ Ｐ ＳＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＣＨ ＮＯＬＯＧＹ Ｔ
海底 声学参 数反演方法研 究
孟春 霞 ， 李桂娟 李雪魏 ，
声学反演技术在水下探测中的应用
声学反演技术在水下探测中的应用在探索神秘的水下世界时，声学反演技术正逐渐成为一种强大而有效的工具。
这项技术通过对水下声波的传播和反射特性进行分析，为我们揭示了水下环境中隐藏的诸多秘密。
水下探测面临着诸多挑战，其中水的物理特性给探测带来了很大的阻碍。
水对电磁波的吸收和散射作用非常强烈，这使得基于电磁波的探测手段在水下的应用受到极大限制。
相比之下，声波在水中能够传播较远的距离，且其传播特性相对稳定，这为声学反演技术的应用提供了基础条件。
声学反演技术的核心原理是基于声波在水下环境中的传播和反射规律。
当声源发出声波后，声波会在水中传播，并与周围的物体相互作用。
这些物体的形状、大小、材质等特性会影响声波的传播路径和反射强度。
通过接收和分析反射回来的声波信号，我们可以反推出物体的相关信息。
在实际应用中，声学反演技术主要有两种常见的方法：基于模型的反演和基于数据驱动的反演。
基于模型的反演方法首先建立一个描述水下环境和物体的物理模型，然后根据接收到的声波数据来调整模型的参数，以使其与实际测量结果相匹配。
这种方法需要对水下物理过程有深入的理解，但计算量相对较大。
基于数据驱动的反演方法则直接从大量的声波数据中挖掘出隐藏的模式和关系，不需要事先建立复杂的物理模型。
然而，这种方法需要大量的高质量数据来保证反演结果的准确性。
声学反演技术在水下探测中的应用范围非常广泛。
在海洋地质勘探方面，它可以帮助我们了解海底的地形地貌、地层结构和矿产资源分布。
通过分析声波在不同地质层中的传播速度和反射强度，我们能够绘制出精确的海底地质图，为海洋资源的开发提供重要的依据。
在水下考古领域，声学反演技术也发挥着重要作用。
古代沉船、遗址等往往被掩埋在海底的泥沙之下，传统的探测方法难以发现。
利用声学反演技术，我们可以穿透泥沙层，探测到隐藏在下面的物体，并对其形状和位置进行精确的定位。
这为水下考古工作提供了极大的便利，有助于保护和研究珍贵的历史文化遗产。
海区声速剖面的现场反演方法
Ｃ ＯＤＥ Ｎ Ｊ ＹＩ Ｉ ＤＵ
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海 区声 速 剖 面 的 现 场 反 演 方 法
艾 锐 峰 ， 程 杰， 欧 阳军， 杨 健
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中图分类号 ： Ｔ Ｎ ９ １ ｌ 文献标志码 ： Ａ
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基于声波测井资料的波动方程走时层析反演速度建模
基于声波测井资料的波动方程走时层析反演速度建模李卿卿;符力耘;杜启振;冉亚楠;胡勇【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2024(67)2【摘要】地震勘探目标逐渐由浅层(<2000 m)转向中深层(2000~3500 m),高精度速度建模是实现精确地震成像的关键手段之一.目前,初至波或早至波速度层析建模方法已较为成熟,然而对深层速度建模更为重要的反射波层析建模方法依然面临走时拾取困难及计算量大等难题.针对当前中深层走时层析速度建模方法面临的难题,本文提出了一种基于声波测井资料的波动方程全波走时层析速度建模方法及策略.该方法首先通过早至波层析反演获得浅层及大尺度速度信息;其次,通过提取初次成像剖面的构造倾角信息,利用声波测井资料进行稀疏反演,进一步获得更高精度的速度模型;最后,以此为初始模型,进行全波层析反演获得最终偏移速度模型.数值结果表明,本文所提出的速度建模方法及策略不仅可以避免传统反射波层析建模方法因采用Born近似反偏移所带来的大计算量问题,且大幅提高了中深层速度建模的精度,进而能有效地提高中深层复杂构造区域的地震成像质量.【总页数】13页(P641-653)【作者】李卿卿;符力耘;杜启振;冉亚楠;胡勇【作者单位】深层油气全国重点实验室(中国石油大学(华东));山东省油藏地质重点实验室(华东);青岛海洋科学与技术国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室;中国矿业大学资源与地球科学学院【正文语种】中文【中图分类】P631【相关文献】1.潜水波胖射线走时层析速度反演及其在深度偏移速度建模中的应用2.井间地震资料的声波波动方程走时和波形反演3.基于波动方程转换的时间域多尺度全波形反演速度建模4.波动方程初至双差走时层析反演5.基于Born/Rytov近似的波动方程层析速度反演方法研究(英文)因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
亚波长结构声学参数反演方法研究
亚波长结构声学参数反演方法研究亚波长结构声学参数反演方法研究在当代科技快速发展的时代，声学参数反演技术越来越得到广泛应用。
亚波长结构声学参数反演方法是一种新兴的研究领域，它在声学参数反演领域具有独特的优势和应用潜力。
本文将对亚波长结构声学参数反演方法进行全面评估，并探讨其在实际应用中的前景。
一、亚波长结构声学参数反演方法的定义和特点亚波长结构声学参数反演方法是指一种将亚波长结构作为声学参数反演的基础的方法。
亚波长结构是一种具有特殊设计的结构，它的特点是结构尺寸远小于入射波长。
相比传统的声学参数反演方法，亚波长结构声学参数反演方法具有以下几个特点：1. 高分辨率：亚波长结构的尺寸远小于入射波长，因此可以得到更高的空间分辨率。
这意味着可以对细微的声学参数变化进行更精确的反演，从而提高了反演结果的准确性。
2. 宽频带：亚波长结构同时适用于多个频率范围，而不受限于特定的频率范围。
这使得亚波长结构声学参数反演方法具有更广泛的适用性，能够同时反演不同频率范围内的声学参数。
3. 多功能性：亚波长结构可以通过设计和调整结构参数来实现不同声学参数的反演。
这种灵活性使得亚波长结构声学参数反演方法可以适用于不同的声学参数反演问题，并能够根据具体需求进行优化。
二、亚波长结构声学参数反演方法的研究进展亚波长结构声学参数反演方法的研究一直在不断深入和发展。
目前已经有许多研究者在这一领域做出了一系列重要的贡献。
以下是对一些研究进展的总结和回顾：1. 声学参数反演理论模型的建立：亚波长结构声学参数反演方法的研究首先需要建立合适的理论模型。
研究者们通过数值计算和理论分析，建立了具有亚波长特点的结构的参数反演模型，并探索了不同参数的亚波长结构对声学参数的反演效果。
2. 实验研究和数值仿真：为了验证亚波长结构声学参数反演方法的可行性，研究者们进行了一系列的实验研究和数值仿真。
他们设计并制作了不同类型的亚波长结构，并通过实验和仿真对其声学参数进行反演，得到了一系列鼓舞人心的结果。
海底油气勘探中的声波反演技术研究
海底油气勘探中的声波反演技术研究一、引言随着人类能源需求的增长，海底油气勘探技术的研究得到了越来越广泛的关注。
声波反演技术作为海底油气勘探中的一项重要技术，已经成为目前勘探领域中非常热门的研究方向。
本文将对声波反演技术的研究进行探讨，结合国内外最新研究进展，探究其在海底油气勘探中的应用现状，分析其存在的问题，进而探寻其应用前景和发展趋势。
二、声波反演技术的基本原理声波反演技术是一种基于声波传播的物理反演方法，通过监测收发信号之间的差异，推断出地下介质的物理性质和结构。
声波反演技术主要包括正演与反演两个方向。
正演过程是指根据介质的物理性质，求解声波传播过程，得出预期的观测数据，这是确定模型的理论基础。
反演过程是指根据实际观测数据逆推模型，确定地下结构和物性参数。
声波反演技术的基本数学模型是互芯卷积方程，它描述了声波传播在地下介质中的行为，同时也是反演过程中的关键环节。
互芯卷积方程的求解可以分为正演算法和反演算法。
正演算法通常使用有限差分、有限元等方法，通过模拟声波波场传播，在空间和时间上求出预期的地震波数据。
这种方法的目的是建立地震波数据和物理模型之间的关系，为反演提供约束条件。
解决地下介质模型的反演问题是核心任务。
常规反演方法是根据既有的地震资料，获取地震波数据和介质反射系数，生成地震记录曲线，再通过系数反演出介质模型。
此时主要是用到数据反演,其中一些常用的方法包括基于迭代和模拟退火的反向模拟算法,梯度下降算法,共形优化算法等。
三、声波反演技术在海底油气勘探中的应用现状近年来，海底油气勘探技术的快速发展，也促进了声波反演技术的进一步发展和应用。
在海底油气勘探过程中，声波反演技术主要被应用于以下方面。
1. 岩性分析声波反演技术可以根据地下介质中声波的传输速度和反射系数，推断出地下岩石中的物理性质和岩性分布情况。
通过获取高质量的岩石物性数据，可以为油气勘探提供准确的地质模型，提高探井成功率。
2. 沉积物结构解析海洋底部沉积物的结构是海底油气勘探中的一个难点，声波反演技术可以探测出海洋底部沉积物的垂向厚度、水平分布情况以及细微构造，进一步解析沉积物的类型和分布，为油气勘探提供参考。
近地表速度菲涅耳带初至层析反演
近地表速度菲涅耳带初至层析反演
近地表速度菲涅耳带初至层析反演
近地表初至层析反演静校正是解决复杂地表静校正问题的有效方法之一.基于层析反演的基本算法原理,采用线性插值逐层扩张的方法进行旅行时计算,并对射线追踪方法进行改进,使射线追踪结果更加稳定可靠,在方程组构建中采用菲涅耳带取代传统的数学射线,提高了抗初至拾取误差的能力.理论和实都证实了该方法的有效性.
作者：朱生旺 ZHU Sheng-wang 作者单位：中国石化,石油勘探开发科学研究院,北京,100083 刊名：新疆石油地质ISTIC PKU英文刊名：XINJIANG PETROLEUM GEOLOGY 年，卷(期)：2007 28(6) 分类号：P631.91 关键词：射线追踪层析反演静校正菲涅耳带。
声场全息重构方法与实验研究
声场全息重构方法与实验研究戚茜;陈航;杨虎【摘要】声场全息重构是通过近场声全息重构声源的声辐射特性的一种声场反演方法,是近年来的研究热点问题.基于近场声全息声场重构模型,研究声场全息重构方法;再运用LabVIEW虚拟仪器软件平台,开展了传声器阵列各通道标定校准、数据采集、全息面复声压的获取和声场可视化等声场全息重构实验研究.实验结果表明,声场全息重构实验具有较高的定位精度,同时也验证了声场全息重构方法的有效性和实用性.【期刊名称】《电声技术》【年(卷),期】2016(040)005【总页数】4页(P59-62)【关键词】声场重构;近场声全息;LabVIEW【作者】戚茜;陈航;杨虎【作者单位】西北工业大学航海学院,陕西西安710072;西北工业大学航海学院,陕西西安710072;西北工业大学航海学院,陕西西安710072【正文语种】中文【中图分类】TB52;O422.2噪声源识别方法属于声学逆问题。
所谓声学正问题是给定产生声场的声源求声场的预报，而声学逆问题是根据声场分布的信息反推声源的特征量及其有关物性[1]。
噪声源定位识别技术就是根据已知的声场分布信息，通过适当的计算方法对其进行声场反演，从而获得噪声源的位置信息、空间分布以及结构振动特征等物理特性。
随着噪声源识别技术的不断提高，人们不仅能“听”到声音，而且可以直接“看”到声音，噪声源的声场实现可视化。
近场声全息(Nearfield Acoustic Holography：NAH)[2-3]作为可视化噪声源识别的有效声场处理技术，为噪声源识别、定位和声场可视化技术提供了有力的工具，属于声学逆问题。
近场声全息技术完全建立在声辐射理论基础上的一种重要的声源定位和声场可视化技术，通过测量近场声场信息，重构声场中其他位置声学量，从而预测声源面噪声源位置及噪声源辐射特性，它可以获得高分辨率的重建图像和丰富的声场信息。
声全息技术已经广泛应用于声源的定位与识别、噪声源预报[4]、目标散射场[5]、结构振动的声辐射以及结构模态振动[6]等方面的研究。
基于多源数据的声速场分布式反演与跟踪方法
同时结合海试区域的潮汐特征,对影响声速场变化占主导因素的分潮进行了辨认。在确定关键分潮的运动特征后,建立了基于潮汐现象的声速场模型,该模型可描述空间小尺度情况下声速场在潮汐现象影响下的空时演化特性。利用上述建立的模型,提出了声速场的求解方法。本文首先使用经验正交函数(Empirical Orthogonal Function,EOF)将声速场分解为背景场和扰动场,针对背景场计算,引入了经典空间插值方法:克里金插值(KrigingInterpolation);针对扰动场计算,利用最大后验概率准则进行EOF系数估计。
最后基于声压和声速场的耦合关系,构建了声场和声速场的耦合状态空间模型,利用分布式观测得到的声压和声速多源数据,通过马尔可夫链蒙特卡洛-集合卡尔曼滤波(Markov Chain Monte Carlo-Ensemble Kalman Filter,MCMC-EnKF)实现序贯估计,提高了声传播路径上时变声速场的估计精度。仿真和实验数据分析显示,利用耦合模型的声压数据反演性能在准确性和稳定上优于单纯的声压数据反演。
基于多源数据的声速场分布式反演与跟踪方法
海洋环境监测长期以来面临着分辨率与工作范围、空时尺度与资源之间的矛盾。海洋水体声速通常可由仪器准确测量得到,然而直接测量只能获得局部点及线的声速,无法获得区域的观测数据。海洋环境参数演化模型可预测大范围的环境场信息,然而可能存在较大误差。论文分析了潮汐现象与声速变化间的关系,并将潮汐过程和分布式测量系统中的高精度测量数据相融合,提出了基于分布式测量的水体声速场高分辨率估计方法,并利用海试数据进行了验证,具体工作如下:针对声速场的空时演化特性,利用海试数据分析了声速变化的主要特征,并且根据海试数据的特点,以潮汐现象作为切入点,解释了声速的周期性变化规律。
声场模拟与重建技术研究进展
声场模拟与重建技术研究进展声场模拟与重建技术是一门研究声音在特定环境中传播和重现的学科。
它不仅在音频技术领域有着广泛的应用，还在虚拟现实、游戏开发和音乐制作等领域发挥着重要作用。
本文将探讨声场模拟与重建技术的研究进展，并对其未来发展进行展望。
声场模拟技术是通过计算机模拟声音在特定环境中的传播和反射，以实现真实环境中的声音效果。
过去，声场模拟技术主要依靠声学理论和数值计算方法，如有限差分法和有限元法等。
然而，这些方法在计算复杂环境中的声场时存在计算量大、计算时间长的问题。
为了解决这一问题，研究者们提出了基于声学传输函数的声场模拟方法。
该方法通过测量声音在特定环境中的传播特性，建立声学传输函数模型，并将其应用于声场模拟中。
这种方法不仅大大减少了计算量，还能够更准确地模拟真实环境中的声音效果。
声场重建技术是通过利用多个扬声器和信号处理算法，将声音从源位置重建到听者位置，以实现立体声音效果。
过去，声场重建技术主要采用声学传输函数的逆滤波方法，即通过测量声音在特定环境中的传播特性，计算出逆滤波器，然后将声音信号通过逆滤波器进行处理，最终实现声音的重建。
然而，这种方法在实际应用中存在一些问题，如对环境变化敏感、计算复杂等。
为了解决这些问题，研究者们提出了基于波场分解的声场重建方法。
该方法通过将声场分解成多个波场，利用波场之间的相位差和振幅差来实现声音的重建。
这种方法不仅能够在复杂环境中实现更准确的声音重建，还能够适应环境的变化。
声场模拟与重建技术的研究进展不仅在音频技术领域有所突破，还在虚拟现实和游戏开发领域发挥着重要作用。
虚拟现实技术的发展为声场模拟与重建技术提供了广阔的应用空间。
通过将声场模拟与重建技术与虚拟现实技术相结合，可以为用户创造出更加真实的听觉体验，提升虚拟现实的沉浸感。
在游戏开发领域，声场模拟与重建技术可以为游戏增加更加逼真的音效，提升游戏的沉浸感和娱乐性。
未来，声场模拟与重建技术还有许多发展的空间和挑战。
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声场层析重建反演方法
声场层析重建反演是指利用声场层析成像技术，对声场信息进行重建和反演的方法。
声场层析成像技术是指利用多个声源或声接收器，对声场进行测量，然后通过计算机处理和可视化，对声场的时空分布进行成像的技术。
声场层析成像技术具有时空分辨率高、测量精度高、成像快速等优点，在声学、声场反演等领域中有着广泛的应用。
声场层析重建反演方法是基于声场层析成像技术的一种发展，主要用于对声场信息进行重建和反演。
声场重建是指通过对声场信息的测量和处理，重新构建出声场的时空分布。
声场反演是指通过对声场信息的测量和处理，推断出声场产生的原因，从而对声场进行分析和解释。
声场层析重建反演方法的具体步骤如下：
1.设计声场测量方案：根据需要测量的声场信息，设计测量所需的声源或声接
收器的位置和数量，
以及测量时的其他参数（如测量时间、测量频率、测量距离等）。
2.进行声场测量：按照设计的测量方案，进行声场测量。
测量过程中，需要确
保测量设备的正常工作，并保证测量数据的准确性。
3.处理测量数据：对测量得到的声场数据进行处理，包括数据校正、数据转换
等。
4.进行声场重建或反演：根据需要，利用计算机进行声场重建或反演。
在声场
重建过程中，可以利用声场层析成像技术对声场的时空分布进行可视化；在
声场反演过程中，可以利用声场反演算法推断出声场产生的原因。
5.分析结果并作出结论：对声场重建或反演的结果进行分析，得出结论。