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水声传播与声速剖面建模教程

共计 30 章节
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01
海洋声速剖面基础
声速定义 · 影响因素（温度 · 盐度
海洋声速剖面基础声速定义
02
声速经验公式与计算
常用声速经验公式（Mackenzie · Del Grosso · Chen-Millero等）的推导
声速经验公式计算
03
声速剖面数据获取与预处理
CTD · XBT · Argo浮标数据格式
声速剖面数据获取预处理
04
声速剖面建模方法概述
从实测数据到连续剖面——插值 · 拟合 · 正交基函数与机器学习方法对比
声速剖面建模方法…从实测数据到连续…
05
分层介质中的声传播基础
Snell定律 · 射线声学基本方程 · 声线轨迹与传播时间计算
分层介质声传播基础
06
射线追踪实战
基于声速剖面计算声线路径 · 本征声线搜索与传播损失快速估计
射线追踪实战基于声速剖面计算…
07
深海声道与SOFAR通道
声道形成条件 · 声线汇聚效应 · 截止频率与传播损失特性分析
SOFAR深海声道
08
浅海声传播与海底交互
浅海声速剖面特征 · 海底反射与衰减 · 简正波与射线方法的适用性对比
浅海声传播海底交互
09
简正波理论入门
波动方程分离变量 · 简正波本征值问题 · 模态求和与传播损失计算
简正波理论入门波动方程分离变量
10
简正波建模实战
利用KRAKEN等工具计算浅海声场 · 分析声速剖面变化对模态的影响
简正波建模实战KRAKEN
11
抛物方程方法
抛物方程近似推导 · 数值求解步骤 · 适用距离与频率范围
抛物方程方法抛物方程近似推导
12
抛物方程建模实战
使用RAM等工具模拟深海声传播 · 对比不同声速剖面下的传播损失
抛物方程建模实战RAM
13
声速剖面时空变化建模
内波 · 涡旋 · 季节变化对声速剖面的影响及参数化建模…
声速剖面时空变化…内波
14
内波环境下的声传播仿真
构建内波声速剖面 · 分析声线起伏与模态耦合效应
内波环境下的声传…构建内波声速剖面
15
海底参数反演与声速剖面联合反演
匹配场处理 · 贝叶斯反演框架与实测数据案例
海底参数反演声速剖面联合反演
16
匹配场定位实战
利用垂直阵数据与声速剖面模型进行声源… · 分析剖面误差的影响
匹配场定位实战利用垂直阵数据
17
声速剖面不确定性传播
蒙特卡洛方法 · 多项式混沌展开在传播损失不确定性量化…
声速剖面不确定性…蒙特卡洛方法
18
声速剖面稀疏表示与压缩感知
利用正交基（EOF · DCT）压缩剖面数据 · 重建精度评估
声速剖面稀疏表示压缩感知
19
机器学习在声速剖面建模中的应用
神经网络 · 高斯过程回归预测剖面 · 与传统方法对比
机器学习声速剖面建模
20
基于机器学习的声速剖面预测实战
使用Argo数据训练模型 · 预测特定海域剖面并验证
基于机器学习的声…Argo
21
声速剖面同化方法
变分同化 · 集合卡尔曼滤波在海洋声学中的应用
声速剖面同化方法变分同化
22
声速剖面同化实战
将实测声速数据同化到海洋模型 · 改善声传播预报
声速剖面同化实战将实测声速数据同…
23
声传播建模软件与工具链
Bellhop · KRAKEN · RAM
声传播建模软件工具链
24
复杂环境下的声传播建模
极地 · 海山 · 陆架坡折等特殊地形与声速剖面的耦合影…
复杂环境下的声传…极地
25
声速剖面建模误差对声呐性能的影响
声呐方程 · 检测概率与剖面误差的敏感性分析
声速剖面建模误差…声呐方程
26
声速剖面建模在声呐战术决策中的应用
利用剖面信息优化声呐深度 · 频率与探测范围
声速剖面建模声呐战术决策
27
水声通信中的声速剖面建模
信道建模 · 多径效应与剖面时变性的影响
水声通信声速剖面建模
28
声速剖面建模在海洋声层析中的应用
利用传播时间反演剖面 · 层析实验设计
声速剖面建模海洋声层析
29
综合实战
针对特定海域 · 完成从数据获取 · 剖面建模
综合实战针对特定海域
30
课程总结与前沿展望
回顾核心方法链 · 讨论人工智能 · 实时监测与数字孪生等未来方向
课程总结前沿展望