利用垂直线阵在单次激发下估计简正波参数
信号处理
2025-09-24 v1 大气与海洋物理
摘要
本文提出了一种正交约束模态搜索（OCMS）方法，用于利用垂直线阵（VLA）估计模态波数和模态深度函数。在已知声速剖面的假设下，即使 VLA 与单色声源保持静止，OCMS 也能利用不同模态深度函数的正交性来提取模态深度函数及其对应的波数。通过在不同信噪比（SNR）、不同 VLA 孔径、不同 VLA 阵元数、VLA 倾斜以及声速剖面（SSP）不确定性下的数值仿真，评估了 OCMS 的性能。结果表明，OCMS 对噪声、VLA 孔径变化和 VLA 阵元数变化具有鲁棒性，同时当 SSP 不确定性 < 1 m/s 且 VLA 倾角 < 5{\deg} 时，该算法仍能保持可靠的性能。此外，利用 SwellEx96 实验数据验证了 OCMS 的有效性。由实验数据推导出的模态波数与通过 Kraken 计算得出的模态波数之间的相对误差在 量级。
引用
@article{arxiv.2509.18853,
title = {Normal mode parameters estimation by a VLA in single-shooting},
author = {Xiaolei Li and Pengyu Wang and Wenhua Song and Yangjin Xu and Wei Gao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.18853},
year = {2025}
}