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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 海洋環(huán)境噪聲分析軟件
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 信息技術(shù)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 海洋環(huán)境噪聲的譜級(jí)和水平方向性對(duì)水聲系統(tǒng)目標(biāo)檢測(cè)和方位估計(jì)具有重要的影響。海洋環(huán)境噪聲分析軟件采用了圓環(huán)形陣列的超指向性處理方法，給出了海洋環(huán)境噪聲在10Hz-5000Hz頻段的譜級(jí)分析以及1000Hz-5000Hz頻段的水平方向性分析，方法新穎，覆蓋的頻帶范圍寬。開(kāi)發(fā)了人機(jī)界面友好、簡(jiǎn)單易用的分析軟件，為海洋環(huán)境噪聲長(zhǎng)期觀測(cè)以及短期分析提供了很好的技術(shù)手段，具有良好的應(yīng)用前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 海洋環(huán)境噪聲性質(zhì)的分析對(duì)于聲納系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和預(yù)報(bào)具有十分重要的作用。在以往的聲納實(shí)驗(yàn)中，依靠聲納系統(tǒng)本身來(lái)采集環(huán)境噪聲，但是無(wú)法對(duì)采集到的海洋環(huán)境噪聲進(jìn)行連續(xù)的分析。本作品設(shè)計(jì)一套海洋環(huán)境噪聲分析軟件，可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不斷地對(duì)采集到的海洋噪聲特性進(jìn)行分析，從而為聲納性能的預(yù)報(bào)提供可靠依據(jù)。 首先，本作品設(shè)計(jì)了采集海洋噪聲的水聲傳感器陣列，并利用該水聲傳感器陣列以及相關(guān)的采集設(shè)備，采集海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)。然后，利用信號(hào)功率譜分析的方法和圓環(huán)形陣列的超指向性波束形成算法分別分析了海洋環(huán)境噪聲的頻率特性和水平分布特性。主要技術(shù)指標(biāo)為：噪聲功率譜密度級(jí)分析頻率范圍：10Hz-5000Hz，噪聲空間方向性分析頻率范圍：1000Hz-5000Hz。最后，將上述信號(hào)處理算法進(jìn)行了軟件集成，并開(kāi)發(fā)了交互式的軟件界面，方便使用者的使用。 利用本作品，可以對(duì)海上實(shí)驗(yàn)中采集到的海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析海洋環(huán)境噪聲的頻率特性、噪聲功率譜密度量級(jí)和以及海洋環(huán)境噪聲的空間分布特性。本作品應(yīng)用于水聲系統(tǒng)探測(cè)目標(biāo)時(shí)海洋環(huán)境噪聲的現(xiàn)場(chǎng)分析，從而給出聲納性能的預(yù)報(bào)結(jié)果，也可應(yīng)用于海洋環(huán)境噪聲的長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)分析，具有良好的應(yīng)用前景。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 發(fā)明目的： 海洋環(huán)境噪聲性質(zhì)的分析對(duì)于聲納系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和預(yù)報(bào)具有十分重要的作用。在以往的聲納實(shí)驗(yàn)中，依靠聲納系統(tǒng)本身來(lái)采集環(huán)境噪聲，但是無(wú)法對(duì)采集到的海洋環(huán)境噪聲進(jìn)行連續(xù)的分析。本作品設(shè)計(jì)一套海洋環(huán)境噪聲分析軟件，可以長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)不斷地對(duì)采集到的海洋噪聲特性進(jìn)行分析，從而為聲納性能的預(yù)報(bào)提供可靠依據(jù)。 發(fā)明的基本思路： (1)設(shè)計(jì)采集海洋噪聲的水聲傳感器陣列，并利用該水聲傳感器陣列以及相關(guān)的采集設(shè)備，采集海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)。(2)利用信號(hào)功率譜分析的方法分析采集到的海洋環(huán)境噪聲的頻率特性。(3)利用超指向性寬帶波束形成算法，分析感興趣的頻率范圍內(nèi)的環(huán)境噪聲的空間分布特性。(4)將(2)和(3)中實(shí)現(xiàn)的算法，集成到海洋環(huán)境噪聲分析軟件中，并開(kāi)發(fā)交互式的軟件界面，完成作品的制作。 創(chuàng)新點(diǎn)： 采用了圓形水聲傳感器陣列及相應(yīng)的超指向性寬帶波束形成算法，對(duì)采集到的海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)地處理和分析，獲得了海洋環(huán)境噪聲空間水平分布特性。率先開(kāi)發(fā)完成了交互式的分析軟件系統(tǒng)，集成了噪聲分析的信號(hào)處理方法，方便使用者的使用和信號(hào)處理算法的推廣。 技術(shù)關(guān)鍵： 水聲傳感器陣列的設(shè)計(jì)；海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)的采集；功率譜估計(jì)方法的研究與實(shí)現(xiàn)；超指向性寬帶波束形成方法的研究與實(shí)現(xiàn)；處理算法的軟件集成以及交互式界面的軟件開(kāi)發(fā)。 主要技術(shù)指標(biāo)： 噪聲空間方向性分析頻率范圍：1000Hz-5000Hz 噪聲功率譜密度級(jí)分析頻率范圍：10Hz-5000Hz
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 海洋環(huán)境噪聲性質(zhì)的分析對(duì)于聲納系統(tǒng)性能的設(shè)計(jì)和預(yù)報(bào)具有重要作用。在以往的聲納實(shí)驗(yàn)中，主要依靠聲納系統(tǒng)本身來(lái)采集海洋環(huán)境噪聲，但是無(wú)法對(duì)采集到的海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的分析和處理。另外，國(guó)內(nèi)對(duì)于海洋環(huán)境噪聲的研究主要集中在海洋環(huán)境噪聲頻率特性上，也有一些學(xué)者利用垂直線陣對(duì)海洋環(huán)境噪聲的垂直分布特性進(jìn)行了研究，但是對(duì)于海洋環(huán)境噪聲的水平方向性分布的研究卻未見(jiàn)報(bào)道。 基于此，本項(xiàng)目設(shè)計(jì)了用于分析海洋環(huán)境噪聲水平分布特性的圓環(huán)形水聲傳感器陣列，并利用該陣列采集了海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，研究并實(shí)現(xiàn)了分析海洋環(huán)境噪聲水平分布特性的超指向性寬帶波束形成算法。本項(xiàng)目還將分析海洋環(huán)境噪聲常用的處理算法，集成到信號(hào)處理軟件之中，在國(guó)內(nèi)率先開(kāi)發(fā)了海洋環(huán)境噪聲分析軟件，推動(dòng)海洋環(huán)境噪聲分析技術(shù)的推廣。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2011年4月，西安，西北工業(yè)大學(xué)“三航杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽 銀獎(jiǎng)
作品所處階段
- 生產(chǎn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 有償轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、磁盤(pán)、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片、錄像
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明： 利用本作品，可以對(duì)海上實(shí)驗(yàn)中采集到的海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分析海洋環(huán)境噪聲的頻率特性、噪聲功率譜密度量級(jí)和以及海洋環(huán)境噪聲的空間分布特性，為聲納性能預(yù)報(bào)提供可靠的依據(jù)。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 與同類(lèi)分析海洋環(huán)境噪聲的研究方法相比，本作品采用了圓環(huán)陣超指向性處理方法，可以對(duì)海洋環(huán)境噪聲的水平方向性進(jìn)行了分析和計(jì)算。并將常用的分析海洋環(huán)境噪聲的方法，進(jìn)行了軟件集成，率先開(kāi)發(fā)了海洋環(huán)境噪聲的軟件系統(tǒng)。 使用范圍及推廣前景： 本作品使用的信號(hào)處理的算法，適用于分析各種海洋環(huán)境下的噪聲的頻率分布特性和空間分布特性。海洋環(huán)境噪聲分析軟件的開(kāi)發(fā)，推動(dòng)了本作品方法的推廣。另外，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單改進(jìn)，還可以針對(duì)用戶(hù)的不同需求，設(shè)計(jì)出不同形式的水聽(tīng)器傳感器陣列和處理方法，推廣本作品的應(yīng)用范圍。 市場(chǎng)分析和效益預(yù)測(cè)： 本作品可以面向研制水聲設(shè)備的研究所、從事海洋環(huán)境噪聲研究的研究所和高校以及水聲設(shè)備的用戶(hù)進(jìn)行推廣，由于現(xiàn)在市場(chǎng)中該類(lèi)產(chǎn)品比較缺乏，具有很大的潛在的市場(chǎng)效益。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 國(guó)內(nèi)對(duì)于海洋環(huán)境噪聲的研究主要集中在海洋環(huán)境噪聲頻率特性上，也有一些學(xué)者利用垂直線陣對(duì)海洋環(huán)境噪聲的垂直分布特性進(jìn)行了研究，但是對(duì)于海洋環(huán)境噪聲的水平方向性分布的研究卻未見(jiàn)報(bào)道。針對(duì)于此，本作品設(shè)計(jì)出了圓環(huán)形水聲傳感器陣列以及相應(yīng)的超指向性寬帶波束形成算法，對(duì)實(shí)驗(yàn)中采集到的海洋環(huán)境噪聲的水平分布特性進(jìn)行了分析和研究。 另一方面，在國(guó)內(nèi)現(xiàn)在的聲納實(shí)驗(yàn)和水聲實(shí)驗(yàn)中，多依靠聲納系統(tǒng)本身來(lái)采集環(huán)境噪聲，但是并沒(méi)有相應(yīng)的軟件對(duì)采集到的海洋環(huán)境噪聲進(jìn)行連續(xù)的處理。本軟件集成了分析海洋環(huán)境噪聲頻率特性和空間分布特性的信號(hào)處理算法，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)中采集到的各種海洋環(huán)境噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)的處理和分析，從而可以動(dòng)態(tài)地獲得使用者感興趣的海洋環(huán)境噪聲信息。
