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https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847475| Título: | Localização de fontes sonoras submarinas utilizando time-reversal mirror e o modelo de raios |
| Autor(es): | Nobre, Richard Barbosa |
| Palavras-chave: | Localização de fontes Teoria de raios Inversão temporal |
| Áreas de conhecimento da DGPM: | Acústica submarina |
| Data do documento: | 2024 |
| Editor: | Instituto de Estudos do Mar Almirante Paulo Moreira (IEAPM) |
| Descrição: | A localização de fontes no meio submarino apresenta desafios complexos relacionados à propagação do som neste ambiente. Este estudo se concentra nas técnicas de localização passiva baseadas em espelhos de inversão temporal (TRM), investigando o método em conjunto com um modelo acústico submarino. Esta dissertação aborda os modelos físicos de propagação sonora e os métodos de processamento de sinais necessários para a implementação da localização passiva, fundamentados no princípio de reciprocidade do campo sonoro e na teoria de raios. São apresentadas as fórmulas do TRM e estabelecidos algoritmos de localização passiva para um sensor único e para um arranjo vertical de sensores. O estudo revela que o grau de correspondência entre o canal sonoro simulado e o real determina o desempenho de localização passiva do TRM. Os resultados das simulações demonstram que o erro entre a localização real e a estimada é inferior a 1m para uma fonte à distância de 500m, mesmo na presença de ruído, embora possa ser sensível a incertezas ambientais, em especial a variações na velocidade do som no mar. Além disso, notou-se que o aumento do número de sensores empregados no processamento do TRM resultou em um melhor desempenho da busca. O resultado do processamento de dados experimentais com um arranjo vertical reforça o potencial do TRM, mas evidenciam a importância da cobertura vertical da coluna d’água para a redução de zonas de ambiguidade e melhoria da precisão do método proposto. |
| Abstract: | Underwater Source localization presents complex challenges related to sound propagation in this environment. This study focuses on passive localization techniques based on time reversal mirrors (TRM), investigating the method in conjunction with an underwater acoustic model. This dissertation explores the sound propagation models and signal processing methods necessary for implementing passive localization, rooted in the principle of reciprocity of the sound field and ray theory. The expressions of TRM were presented, and passive localization algorithms are established for both a single sensor and a vertical array of sensors. This study reveals that the correspondence between simulated and real acoustic channel is critical regarding the passive localization performance of TRM. Simulation results demonstrate that the error between the actual and estimated locations is less than 1m for a source at a distance of 500m, even in the presence of noise, although it may be sensitive to environmental uncertainties, especially variations of the sound speed in water. Furthermore, it was noted that increasing the number of sensors used in TRM processing resulted in better search performance. The result of experimental data with a vertical array reinforces the potential of TRM but points to the importance of vertical coverage of the water column for reducing ambiguity zones and improving accuracy of the proposed method. |
| Tipo de Acesso: | Acesso aberto |
| URI: | https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847475 |
| Tipo: | Dissertação |
| Aparece nas coleções: | Ciência, Tecnologia e Inovação: Coleção de Dissertações |
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