Caractérisation des milieux sous marins en utilisant des sources mobiles d'opportunité - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Underwater environments characterization by motion opportunity sources

Caractérisation des milieux sous marins en utilisant des sources mobiles d'opportunité

Nicolas Josso
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 856823

Résumé

Quickness, secrecy and loudness constraints imposed by modern oceanic characterization led to passive tomography which is defined as a quick, secretive and quiet mean of estimating underwater propagation canals. This concept uses signals naturally existing in the medium and transmitted by opportunity sources. Opportunity signals are unknown at the receiver but they also carry information about canal physical properties. This research work is dedicated to underwater environments characterization using opportunity bioacoustic signals (dolphin whistles). Opportunity signals are simultaneously transformed by underwater propagation and the unknown motion effects. Firstly, we propose new methods for estimating simultaneously environmental parameters and transformations created by motion effects. These parameters are estimated in the broadband ambiguity plane for active tomography (the emitted signal is known) with unknown motion in the system. This work, allowing to compensate for motion effect in active scenarios, is validated on different simulated and real data. Then, we apply our signal processing methods to passive underwater tomography, using a single hydrophone. In this context, both the transmitted signal, source position and source speed are completely unknown. From the theory we developed for active tomography, we derive new methods allowing the estimation of impulse response using underwater mammals vocalization recorded on a single hydrophone. Information extracted on opportunity signals is then used for source position and speed estimation. These methods are applied and validated on different simulated and real data from at sea experiments.
Les contraintes de rapidité et de discrétion imposées à un système moderne de caractérisation du milieu océanique ont conduit au développement de la tomographie passive, définie comme un moyen discret et rapide d'estimation des paramètres d'un canal acoustique. Ce concept fait appel aux signaux existants dans le milieu et transmis par des sources d'opportunité. Les signaux d'opportunité sont inconnus à la réception mais contiennent des informations relatives aux paramètres physiques du canal défini entre la source et le récepteur. Le travail de recherche présenté dans ce mémoire est d´edié à la caractérisation des milieux sous-marins en utilisant des signaux bioacoustiques d'opportunité (sifflements à modulation fréquentielle). La méconnaissance du signal transmis, de la position et de la vitesse de la source acoustique d'opportunité rendent la tomographie passive difficile à mettre en oeuvre. La propagation dans l'environnement océanique et le mouvement inconnu de la source transforment conjointement les signaux d'opportunité enregistrés. Dans un premier temps, nous présentons de nouvelles méthodes d'estimation simultanée des paramètres environnementaux et des déformations engendrées par le mouvement dans le plan d'ambiguïté large-bande, dans un contexte d'émissions actives (le signal transmis est supposé connu). Ces méthodes, permettant de compenser les effets du mouvement dans les scénarios d'´emissions actives, sont appliquées et validées sur différents jeux de données simulées et réelles enregistrées en mer. Puis nous nous intéressons à la tomographie océanique acoustique passive sur un unique hydrophone. Dans ce contexte, le signal transmis, la position et la vitesse de la source sont entièrement inconnus. A partir des estimateurs développés pour les scénarios d'émissions actives, nous présentons une nouvelle méthodologie permettant d'estimer les paramètres environnementaux en utilisant des vocalises de mammifères marins enregistrées sur un unique hydrophone. Les informations extraites sur les signaux naturels d'opportunité sont ensuite utilisées pour estimer la position puis le vecteur vitesse de la source d'opportunité. Ces méthodes sont appliquées et validées sur différents jeux de données simulées et réelles enregistrées en mer.
Fichier principal
Vignette du fichier
these_Josso.pdf (9.64 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-00546875 , version 1 (15-12-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00546875 , version 1

Citer

Nicolas Josso. Caractérisation des milieux sous marins en utilisant des sources mobiles d'opportunité. Traitement du signal et de l'image [eess.SP]. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00546875⟩
560 Consultations
2753 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More