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模式波数反演与参数依赖性研究

李鹏  
【摘要】: 论文通过数值模拟方法,讨论和分析了典型海洋环境下,不同的环境参数在反演中相互影响的关系以及数据误差与反演参数误差之间统计分布的关系等问题。应用简正波波数层析方法,在海底参数已知的条件下,研究了海底参数失配对反演的水体声速的影响,以及海底参数误差分布与反演的水体声速误差分布的关系。论文提出了一种基于简正波波数的扰动反演浅海声层析方法,该方法能够反演海底声速和密度。在水体声速已知的条件下,论文利用该方法对水体声速剖面参数失配对反演的海底声速和密度的影响结果,以及水体声速误差分布与反演的海底声速和密度误差分布的关系进行了研究。 数值模拟的结果显示: 1.简正波波数反演方法具有应用于海底声学参数反演的潜力,效果良好。 2.对于典型海洋环境下,环境参数之间相互作用的讨论表明了模式波数反演方法中参数之间相互影响的关系不同。其中,水深最敏感,它对反演海底参数和反演水体参数的正确性影响最大,密度对反演的水体声速的影响程度较声速的影响小一个量级左右,吸收系数最不敏感。 3.统计误差分布的讨论结果显示:在非线性反演方法中,数据空间误差分布与参数空间误差分布不相同,这种匹配方法估计的海底声速的准确性好于对密度估计的准确性;在扰动反演算法中,相同的数据误差分布条件下,反演的EOF各项系数误差分布不同。 论文在使用匹配场反演方法反演海底参数中以海底反射相移曲线作为代价函数,模式波数作为输入数据,同时利用统计分布进行误差分析,具有一定的新意。


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