浅海混响地声反演：Hamilton模型与孔隙率反演

"基于地声模型的浅海混响地声反演研究 (2010年)" 这篇论文探讨了在浅海环境中利用混响数据进行地声反演的技术，旨在提取海底参数和海底散射常数。混响是水下声波传播中的一种常见现象，由于声波与海底多次相互作用，导致海底参数之间及其与散射常数之间的耦合效应十分复杂，这使得常规的地声反演方法难以准确估计这些参数。 论文首先引入了相对混响强度的概念，通过消除混响数据中的海底散射常数项来简化问题。接着，作者应用了Hamilton地声模型，这是一个描述海底声学特性的数学模型，它将海底的声速、密度和衰减系数作为孔隙率的函数来表达。孔隙率是描述海底地质结构的重要参数，它反映了海底岩石或沉积物中空隙的含量。 在反演过程中，论文采用了自适应下山模拟退火混合反演算法。这是一种结合了下山法（一种寻找全局最优解的优化算法）和模拟退火法（用于处理全局优化问题的随机搜索策略）的策略，能够有效地处理多模态和非线性问题。通过首先反演单一未知参数——孔隙率，然后逐步解耦其他海底参数和反向散射常数，这种方法可以更精确地获取海底的声学特性。 理论分析和数值模拟的结果证实，该方法不仅能够快速获取海底参数，而且具有良好的抗噪声干扰能力。这意味着即使在存在环境噪声的情况下，也能有效地进行地声反演，这对于水下目标探测和海洋环境监测具有重要意义。此外，这种方法对于理解海底声传播特性和改善水下通信及声纳系统的性能也提供了强有力的工具。 关键词：浅海混响、地声反演、Hamilton地声模型、孔隙率 中图分类号：0427.2（海洋声学） 文献标志码：A 文章编号：1006-7043(2010)07-0856-07 这篇论文属于工程技术领域的研究成果，发表在2010年7月的《哈尔滨工程大学学报》上，展示了在解决复杂海底地声问题上的创新方法，对于水声学和海洋科学的研究者具有重要的参考价值。