本書圍繞水聲探測領域，討論了水聲環(huán)境非高斯噪聲，主要包括非高斯海洋環(huán)境噪聲的參數估計與信號檢測兩個方面；探討了基于頻譜感知的水聲信號檢測方法、水聲信號時頻特征提取方法、水下船舶輻射噪聲特征提取方法、水聲信號的識別分類方法等水聲目標被動探測技術；展示了水下移動傳感器節(jié)點定位方法、水下移動目標自定位方法、基于超短基線系統的水下目標定位方法等水聲目標定位技術；最 后，介紹了一種水下高分辨合成孔徑聲吶成像技術，主要涉及考慮陣元指向性函數調制的目標成像、模型近似誤差定量分析、成像算法3個重要內容。
本書適合水聲探測領域的研究生以及科研院所的科技工作者閱讀參考，以期為水聲探測在我國更好更快地發(fā)展貢獻一份綿薄之力。
·國家出版基金：海洋信息技術叢書
·海洋信息技術——水聲探測前沿、綜合、實用技術與應用
·本書在吸收消化世界先進水聲探測技術的基礎上，緊貼水聲探測領域的前沿技術，突出內容的前沿性、綜合性與實用性。
孫海信
廈門大學信息學院教授，博士生導師，山東省泰山產業(yè)領軍人才。2003年獲中科院聲學研究所通信與信息系統工學博士學位，目前主要研究領域包括OFDM系統、擴頻系統、單載波系統、網絡系統的仿真等。近年來，主持國家自然科學基金、國家重點研發(fā)計劃項目、深圳市科創(chuàng)委項目等多項國家和省自然科學基金項目。目前發(fā)表論文100余篇，其中SCI論文30余篇，授權國家發(fā)明專利30余件。擔任《Wireless Communications & Mobile Computing》等多本SCI期刊的客座主編
張學波
副教授，碩士生導師，2014年獲海軍工程大學水聲工程專業(yè)博士學位；近年來，主持國家自然科學基金、裝備預研基金、軍委科技委項目等課題多項；目前，以第 一/通訊作者發(fā)表學術論文50余篇，其中SCI論文20余篇，以第 一發(fā)明人授權國家發(fā)明專利5件，擔任ESCI&EI期刊《電子與信息學報》青年編委，擔任SCI期刊《Electronics Letters》客座主編及《Wireless Communications & Mobile Computing》等多本SCI期刊客座編輯。
田峰
副教授，碩士生導師，2008獲南京郵電大學信號與信息處理專業(yè)博士學位。江蘇省“青藍工程”優(yōu) 秀青年骨干教師培養(yǎng)對象，長期從事無線通信與網絡信號處理方面的科研工作，負責或作為主要成員參與和完成國家863項目、國家自然科學基金、教 育部重點科技基金等多個縱橫向科研項目，以第 一作者在通信學報、電子與信息學報等期刊雜志及會議上發(fā)表論文十多篇，授權國家發(fā)明專利十余件。
第 1章 緒論 001
1.1 概述 001
1.2 水聲探測系統模型 002
1.2.1 水聲探測系統結構 002
1.2.2 水聲探測系統主要性能指標 003
1.3 本書的主要結構 003
第 2章 水聲探測基礎理論 006
2.1 海洋噪聲模型 006
2.1.1 海洋環(huán)境噪聲和船舶自噪聲 006
2.1.2 目標輻射噪聲 007
2.2 海洋聲場傳播模型 009
2.2.1 海洋聲場射線模型 009
2.2.2 海洋聲場拋物線模型 011
2.3 水聲信道特性 013
2.3.1 傳播損失 013
2.3.2 時變多徑特性 015
2.3.3 多普勒效應 017
2.4 本章小結 018
參考文獻 018
第3章 水聲環(huán)境非高斯噪聲 022
3.1 非高斯噪聲模型 022
3.1.1 α噪聲模型 023
3.1.2 A類噪聲模型 025
3.1.3 B類噪聲模型 027
3.2 噪聲的產生 027
3.2.1 α噪聲的產生 027
3.2.2 A類噪聲的產生 032
3.2.3 B類噪聲的產生 037
3.3 非高斯噪聲參數估計及仿真 037
3.3.1 基于SαS模型的參數估計 037
3.3.2 基于特征函數的A類噪聲模型參數估計 041
3.3.3 基于特征函數的B類參數估計 050
3.3.4 基于最小均方誤差的B類參數估計 055
3.4 非高斯噪聲模型下的信號檢測 063
3.4.1 系統模型 064
3.4.2 一維非高斯噪聲模型下的信號檢測 065
3.4.3 多維非高斯混合噪聲模型下的信號檢測 069
3.5 本章小結 073
參考文獻 073
第4章 水聲目標被動探測技術 077
4.1 基于頻譜感知的水聲信號檢測方法 077
4.1.1 基于多頻段協作檢測的水聲通信信號頻譜感知技術 078
4.1.2 仿真分析 086
4.2 水聲信號時頻特征提取方法 088
4.2.1 Chirplet變換 089
4.2.2 同步補償Chirplet變換 090
4.2.3 多分量信號的SCCT 092
4.2.4 各向異性Chirplet變換 093
4.2.5 結構分離融合算法 099
4.2.6 仿真分析 101
4.3 水下船舶輻射噪聲特征提取方法 104
4.3.1 高階累積量提取 104
4.3.2 混沌特征提取 112
4.3.3 熵特征提取 121
4.3.4 譜特征提取 130
4.3.5 信號成分分析方法 133
4.4 水聲信號的識別分類方法 148
4.4.1 基于支持向量機的分類方法 148
4.4.2 基于深度學習的信號辨識方法 154
4.5 本章小結 159
參考文獻 159
第5章 水聲目標定位技術 165
5.1 水聲目標定位基礎理論 165
5.1.1 TOA技術 166
5.1.2 DOA技術 167
5.1.3 AOA技術 169
5.1.4 TDOA技術 170
5.1.5 RTOF技術 171
5.1.6 RSS技術 172
5.2 水下移動傳感器節(jié)點定位方法 173
5.2.1 二維靜態(tài)水下無線傳感器網絡 173
5.2.2 三維靜態(tài)水下無線傳感器網絡 174
5.2.3 三維動態(tài)水下無線傳感器網絡 175
5.2.4 水下無線傳感器網絡節(jié)點定位相關技術 176
5.3 水下移動目標自定位方法 182
5.3.1 水下移動目標定位模型及粒子濾波原理 182
5.3.2 基于改進粒子濾波與RSS的水下移動目標自定位算法 188
5.3.3 基于SINS與IPF-RSS的組合移動目標自定位系統 191
5.4 基于超短基線系統的水下目標定位方法 194
5.4.1 水聲通信模型 195
5.4.2 超短基線定位系統 197
5.5 本章小結 200
參考文獻 201
第6章 水聲成像技術 203
6.1 合成孔徑聲吶成像基礎 203
6.1.1 合成孔徑原理 203
6.1.2 多子陣技術 204
6.2 考慮陣元指向性函數調制的目標成像 204
6.2.1 考慮收/發(fā)陣元波束調制的成像幾何 205
6.2.2 忽略陣元指向性的影響 206
6.2.3 考慮陣元指向性的回波仿真 208
6.2.4 仿真及分析 210
6.3 模型近似誤差定量分析 218
6.3.1 Loffeld雙站公式與相位中心近似的聯系 218
6.3.2 LBF方法與等分多普勒貢獻法之間的聯系 224
6.3.3 PCA方法的距離誤差 230
6.4 成像算法 231
6.4.1 基于LBF的等效單陣成像算法 231
6.4.2 反向投影成像算法 236
6.5 本章小結 239
參考文獻 240
第7章 結束語 245
7.1 總結 245
7.2 研究展望 246
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