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Estimateur de la distance source-capteur en Acoustique Sous-Marine
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Touzé, Grégoire Le Nicolas, Barbara Mars, Jérôme I. Lacoume, Jean-Louis |
| Copyright Year | 2007 |
| Abstract | A source-distance range and normal mode’s sign estimator is proposed with a shallow water acoustic propagation context. Characterisation tools are developped to evaluate estimation quality. 1 Contexte de l’etude et modele du signal La localisation de sources passives en milieux petits fonds a donne lieu a de multiples etudes. Pour ces milieux, modelises par un guide d’ondes, le signal de pression se decompose en modes normaux [1]. L’extraction des modes est realisee par un filtrage modale. Les techniques de filtrage utilisees dependent de la configuration de capture des signaux : integration des traces pour une antenne verticale, filtrage dans le plan frequence-nombre d’onde pour une antenne horizontale, filtrage dans le plan temps-frequence pour un seul capteur. La phase des modes contient de multiples informations dont les signes des fonctions modales (utiles pour l’evaluation de la profondeur de la source) et la distance source-capteur. Son expression theorique pour le mode m et a la frequence ν suit l’expression : φm(ν) = 2πνtdec + sign(um(zs))π + sign(um(zc))π +krm(ν)R + φsource(ν) (1) ou on a : φsource(ν) la phase du signal source, sign(um(zs)) et sign(um(zc)) les signes (de valeur egale a 0 ou 1) des fonctions modales liees respectivement a la profondeur de source zs et du capteur zc, R la distance source-capteur, krm(ν) la composante horizontale du nombre d’onde pour le mode m, 2πνtdec un terme provenant de l’influence d’un decalage entre le temps d’enregistrement et le temps d’explosion de la source. Pour extraire les parametres que l’on veut estimer (distance R et difference de signe ∆s(zs) = sign[um2(zs)] − sign[um1(zs)]), on soustrait deux phases de modes m1 et m2 : ∆φo(ν) = φm1(ν)−φm2(ν) = ∆kr(ν)R+∆s(zs)π+∆s(zc)π (2) Nous considerons la configuration contituee d’un capteur pose sur le fond et de deux modes consecutifs. Ceci implique ∆s(zc)π = π. Ce choix, souvent rencontre en pratique, est realise dans un souci de simplicite mais ne constitue pas une limitation de la methode. Dans le cas inverse, on a ∆s(zc)π = 0 et il suffit dans le reste de l’etude de soustraire la constante π qui provient de cette valeur. Par ailleurs, les parametres du guide etant connus (vitesses, densites, profondeur), la difference des nombres d’onde ∆kr(ν) est, elle aussi, connue. Dans la pratique, on accede a cette phase dans le domaine de Fourier et sa connaissance est modulo 2π. 2 Methodes existantes Des methodes exploitant la phase des modes pour determiner la localisation ont ete proposees. Shang et al. [2] determine directement la distance source-capteur via la connaissance de la phase d’un signal monochromatique par une exploitation de la la difference de phase entre deux modes. L’aspect modulo 2π de cette difference fait apparâitre des ambiguites sur l’estimation. Cette methode s’avere extremement sensible a la connaissance de la phase et du modele de guide qu’elle prend en compte. Sur les donnees reelles que nous possedons (Mer du Nord), quelle que soit la frequence choisie, elle ne permet pas d’acceder a une estimation, meme de mauvaise qualite, de la distance. Une autre methode [3] utilise une source large bande et une technique de formation de voies sur ces modes. Elle necessite un nombre important de modes et n’utilise pas la soustraction des phases de modes pour eviter les phases parasites (phase de la source, decalage...). Colloque GRETSI, 11-14 septembre 2007, Troyes 1069 |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | http://documents.irevues.inist.fr/bitstream/handle/2042/17691/GRETSI_2007_1069.pdf?sequence=1 |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
