極地冰區(qū)海域水聲環(huán)境特性研究。首先分別根據(jù)聲能量進入作為彈性介質(zhì)的海冰造成的反射損失，以及海冰-海水粗糙界面對聲能量的散射作用，建立空氣-冰-水邊界反射系數(shù)模型，就海冰對中、低頻段聲波導(dǎo)的影響進行了理論分析，進而提出了改進的聲場算法，力求準(zhǔn)確描述海冰對聲傳播的影響。極地冰區(qū)混響模型同樣考慮海水-冰面交界面不平整引起的散射和冰面介質(zhì)分布不均勻性引起的散射，利用簡正波的非相干疊加來獲得混響平均強度關(guān)系。北極海域海冰活動導(dǎo)致的冰源噪聲頻譜特性和帶寬受海冰活動過程變化影響，且具有較大的“瞬時”特性。

極地冰區(qū)目標(biāo)聲特性研究。初步建立冰區(qū)目標(biāo)源特性模型和極地環(huán)境聲信道模型?；跇O地冰區(qū)目標(biāo)輻射噪聲時空特性分析，開展目標(biāo)輻射噪聲譜特征遠近程空間演變、時間演化模型建模。針對主動聲吶探測的目標(biāo)回波處理，分析冰層介質(zhì)的界面虛源干涉與聲反射衰減對目標(biāo)的回波影響，解決冰層界面與目標(biāo)回波特性的耦合問題。

典型冰區(qū)水下聲信道信息傳輸研究。針對冰水界面反射形成的冰下水聲信道稀疏特性，以及浮冰區(qū)冰下水聲信道動態(tài)變化的信道特點，研究收斂性能更快且穩(wěn)態(tài)誤差更小的稀疏水聲信道估計方法。針對北極冰下水聲移動通信中由于冰層界面空間起伏產(chǎn)生的非均勻多普勒干擾，研究多級級聯(lián)的多普勒估計與補償方案。針對冰層破裂、融化和撞擊產(chǎn)生的脈沖噪聲所具有的重尾特性，研究非高斯脈沖干擾環(huán)境下的信道估計方法。

另外，國內(nèi)就海冰物理特性及其聲學(xué)測量方法研究與設(shè)備研制、極區(qū)跨介質(zhì)通信技術(shù)研究及設(shè)備研制、冰下無人航行器聲導(dǎo)引及水聲定位方法研究等北極科考亟待解決的技術(shù)問題取得了初步進展。

目前，我國極地水聲信號處理研究剛剛起步，既缺乏在北極地區(qū)開展聲學(xué)實驗的經(jīng)驗，也缺乏常規(guī)觀測系統(tǒng)。但由于近年來建設(shè)“冰上絲綢之路”的國家發(fā)展需求，相關(guān)研究正迎來良好的發(fā)展機遇期，未來亟待加強基礎(chǔ)理論及應(yīng)用研究，如極地海洋環(huán)境綜合觀測及參數(shù)獲取、極地海洋水聲波導(dǎo)效應(yīng)及應(yīng)用，進一步開展極地環(huán)境下水聲信號處理和聲吶設(shè)備的適應(yīng)性研究等。（作者：尹力，中國科學(xué)院聲學(xué)研究所；王寧，中國海洋大學(xué)；殷敬偉，哈爾濱工程大學(xué)；李啟虎，中國科學(xué)院聲學(xué)研究所 中國科學(xué)院大學(xué)。《中國科學(xué)院院刊》供稿）

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