噪声信号源超磁致伸缩换能器设计方法研究

针对以往噪声信号发射换能器在实际工作中,存在着诸多影响正常科研试验的问题,并根据噪声信号的技术要求,以及探测方式的技术特征,我们对噪声发射换能器进行了重新设计,从选用超磁致伸缩材料作为换能器的材料入手,结合国内外一些新的设计理念,从材料性能分析,到理论设计,最后到可靠性实施方法,都进行了周密细致的研究,并完成了设计全过程。测试结果和使用性能表明,达到了预期的目的,这也是该材料在国内首次应用于单只宽频水声换能器中,开创了稀土超磁致伸缩材料应用的又一个先列。     

Effects of sediment properties on surface-generated ambient noise in a shallow ocean

Surface-generalized ambient noise in a shallow ocean waveguide with a sediment layer possessing a specific class of density and sound speed distributions capable of describing a realistic seabed environment is considered in this analysis. This class of non-uniform sediment layer has the density and sound speed distributions varying with respect to depth as a generalized-exponential and an inverse-square function, respectively. The study invokes a formulation developed by Kuperman and Ingenito (Kuperman, W. A., Ingenito, F., 1980. Spatial correlation of surface-generated noise in a stratified ocean. J. Acoust. Soc. Am., 67, 1988-1996.) for surface noise generation, in conjunction with the analytical solutions for the Helmholtz equation corresponding to the sediment layer, to arrive at an analytical expression convenient for numerical implementation. The intensity and spatial correlation of the noise sound field are analyzed with respect to the variation of the system parameters, including frequency, sediment layer thickness, sound speed gradient, with emphasis on the effects of sediment properties on the ambient noise field. The results have demonstrated that the intensity of the noise field is relatively sensitive to the variation of the parameters, but the spatial correlation is affected to a less extent, suggesting that the energy distribution, rather than the spatial structure, of the noise field is more susceptible to the environmental variations.     

扩频通信技术及其在地震台风中的应用试验

扩频通信技术是基于信息容量和信息传输差错概率理论而建立的先进的无线通讯方式、多次野外实地证实它具有抗干扰性强、可实现码分多址等优点。通过分析传输试验数据，我们有理由相信扩频通信技术在遥测地震台风中具有较高的应用和广阔的发展前景。     

乌鲁木齐区域数字遥测台网各子台背景噪声分析

选取乌鲁木齐区域数字遥测台网中 1 1个子台的背景噪声数字记录 ,计算并分析其背景噪声地动速度均方根值 RMS、有效测量动态范围以及噪声功率谱 ,最后确定出各台址背景噪声相对集中的频段     

风廓线雷达估算大气返回信号功率方法研究

基于风廓线雷达大气返回信号功率谱中噪声电平的估算方法,统计分析了北京延庆对流层风廓线雷达（CFL-08）2006年10～12月的探测数据。对该频段风廓线雷达环境噪声的空间和时间变化进行了分析,观测期间环境噪声在5km以下随高度递减,10月的平均环境噪声大于11月、12月的平均分布。给出目前风廓线雷达用信噪比估算大气返回信号功率的两种方法,并对两种方法进行了环境噪声的剔除,经过修正后的大气返回信号功率输出结果趋于一致。     

利用背景噪声层析成像方法反演新疆天山及邻区S波速度结构

利用新疆地震台网52个固定台站和天山地区新布设的11个流动台为期1年的观测数据,采用背景噪声层析成像方法获得了天山及邻区(41°～48°N,79°～91°E)10～50s的瑞利面波相速度分布图像,使用基于贝叶斯的马尔科夫链蒙特卡洛(MCMC)方法反演得到研究区地壳上地幔S波速度结构.研究结果表明,准噶尔盆地沉积盖层南深...     

基于密集台阵地震背景噪声成像预测煤矿瓦斯分布

瓦斯突出是一种常见的煤矿动力灾害现象,随着煤矿矿井开采深度的增加,煤层瓦斯含量、压力都呈上升趋势,发生煤与瓦斯突出的危险性加大.传统的瓦斯测量方法只能测量局部离散点瓦斯含量,难以从矿井及采区尺度对瓦斯含量进行预测.因此需要寻求一种能够在采区及工作面布设前预测煤层瓦斯富集程度的高效地球物理方法.背景噪声成像方法已经在城市地下空间、矿产资源等近地表成像中得到广泛的运用.本文将该方法首次应用到阳泉寺家庄煤矿井田区域,采用96个台站记录的连续背景噪声数据,通过互相关方法获得了台站对之间的瑞利面波经验格林函数,并进一步提取了5 Hz~1.4 s的基阶瑞利面波的群速度和相速度频散曲线.本研究首先通过区域的平均频散曲线获得该区域的平均一维横波速度结构作为三维反演的初始模型;其次,利用基于射线追踪的面波频散直接成像方法获得研究区1.0 km以浅的三维横波速度结构;最后,结合获得的三维速度结构,以及岩石物理实验获得的瓦斯含量与地震波速度的经验关系,预测了寺家庄井田15号煤的瓦斯含量,预测的瓦斯含量与实际巷道揭露的瓦斯含量具有较好的一致性.本研究成果表明,对于煤矿瓦斯分布预测来说,背景噪声成像方法是一种潜在有效的全新的技术形式.

     

多尺度阵列嵌套组合反演宾川气枪源区横波速度结构

本文基于多尺度阵列嵌套组合的方式,利用频率-贝塞尔变换法（Frequency-Bessel,F-J方法）提取背景噪声面波频散信息,通过多个阵列融合的频散曲线反演得到宾川气枪发射台周边不同深度的横波速度结构.结果显示：浅层一阶面波频散信息的加入,使得基阶反演结果更加收敛,反演深度加深到8 km;深度在8 km以下的结构的研究利用多尺度阵列（密集台阵-宾川气枪台网-云南区域地震台网）嵌套组合的方式,面波基阶低频信息从0.55 Hz拓宽到0.008 Hz,使横波速度结构的反演深度显著增加,同时对反演过程提供约束,使得70 km深度以上的横波速度更收敛.由此本文所得的横波速度结构为该区地下结构的探测提供基础,多尺度阵列嵌套组合频散谱的研究方式也为以后区域结构的研究提供一种新的方法和思路.

     

噪声源的时空分布及其对噪声互相关函数的影响——以ChinArray二期数据为例

噪声源的空间分布和季节变化会对噪声互相关函数中的信号产生一定影响.本文选取了ChinArrry二期台阵南部的322个宽频带地震台,利用其2013年9月至2016年6月的垂直分量连续记录计算了台站间的互相关函数,进而通过背景噪声能量流的方法,分析了周期频段4~8 s,8~12 s和12~20 s的噪声能量随时间的演化规律.结果表明,在不同频段,背景噪声的强度及优势来源方向均具明显的季节变化,且不同周期频段的噪声能量变化规律有所差异.总体而言,噪声能量在北半球冬季较强,夏季较弱,与全球海洋活动的季节性变化一致,能量优势来源方向也与全球海浪波高分布相符.同时,在10~20 s频段范围内,噪声互相关函数中存在较强的异常信号.该信号在环形台阵路径上的到时呈现随方位角的规律变化,且冬季较强,夏季较弱.基于走时的分析表明,该信号是由大西洋北部的一个强噪声源激发产生的.在特定路径上,该信号可能对频散提取产生干扰.研究表明,噪声源分布的不均匀性以及季节变化会对噪声互相关函数中信号的细节形态产生影响,进而影响格林函数的收敛程度,相关精细化研究应对噪声源的特性予以关注.

     

Severity of killer whale behavioral responses to ship noise: A dose–response study

Critical habitats of at-risk populations of northeast Pacific “resident” killer whales can be heavily trafficked by large ships, with transits occurring on average once every hour in busy shipping lanes. We modeled behavioral responses of killer whales to ship transits during 35 “natural experiments” as a dose–response function of estimated received noise levels in both broadband and audiogram-weighted terms. Interpreting effects is contingent on a subjective and seemingly arbitrary decision about severity threshold indicating a response. Subtle responses were observed around broadband received levels of 130 dB re 1 μPa (rms); more severe responses are hypothesized to occur at received levels beyond 150 dB re 1 μPa, where our study lacked data. Avoidance responses are expected to carry minor energetic costs in terms of increased energy expenditure, but future research must assess the potential for reduced prey acquisition, and potential population consequences, under these noise levels.