Separation and detection of raypaths in a shallow-water waveguide - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2012

Separation and detection of raypaths in a shallow-water waveguide

Séparation et détection de trajets dans un guide d'onde en eau peu profonde

Résumé

As the studies on shallow-water acoustics became an active field again, this dissertation focuses on studying the separation and detection of raypaths in the context of shallow-water ocean acoustic tomography. As a first step of our work, we have given a brief review on the existing array processing techniques in underwater acoustics so as to find the difficulty still faced by this type of methods. Consequently, we made a conclusion that it is still necessary to improve the separation resolution in order to provide more useful information for the inverse step of ocean acoustic tomography. Thus, a survey on high-resolution method are provided to discover the technique which can be extended to separate the raypaths in our application background. Finally, we proposed a high-resolution method called smoothing-MUSICAL (MUSIC Active Large), which combines the spatial-frequency smoothing with MUSICAL algorithm, for efficient separation of coherent or fully correlated raypaths. However, this method is based on the prior knowledge of the number of raypaths. Thus, we introduce an exponential fitting test (EFT) using short-length samples to determine the number of raypaths. These two methods are both applied to synthetic data and real data acquired in a tank at small scale. Their performances are compared with the relevant conventional methods respectively.
En acoustique sous marine, les études sur les zones en eau peu profondes sont redevenues stratégiques. Cette thèse porte sur l'étude de la séparation et la détection de trajet dans le cadre des eaux peu profondes tomographie acoustique océanique. Dans une première étape de notre travail, nous avons donné un bref aperçu sur les techniques existantes de traitement acoustique sous-marine afin de trouver la difficulté toujours confrontés à ce type de méthodes. Par conséquent, nous avons fait une conclusion qu'il est encore nécessaire d'améliorer la résolution de séparation afin de fournir des informations plus utiles pour l' étape inverse de la tomographie acoustique océanique. Ainsi, une enquête sur les méthodes haute résolution est effectuée. Enfin, nous avons proposé une méthode à haute résolution appelée lissage MUSICAL (MUSIC Active large band), qui combine le lissage de fréquence spatiale avec l'algorithme MUSICAL, pour une séparation efficace de trajets cohérents ou totalement corrélés. Cependant, cette méthode est basée sur la connaissance a priori du nombre de trajet. Ainsi, nous introduisons un test (exponential fitting test) (EFT) 'a l'aide de courte longueur des échantillons pour déterminer le nombre de trajets. Ces deux méthodes sont appliquées à la fois des données synthétiques et les données réelles acquises dans un réservoir à petite échelle. Leurs performances sont comparées avec les méthodes conventionnelles pertinentes.
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Dates et versions

tel-00765238 , version 1 (14-12-2012)
tel-00765238 , version 2 (17-07-2013)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00765238 , version 1

Citer

Longyu Jiang. Separation and detection of raypaths in a shallow-water waveguide. Signal and Image processing. Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 2012. English. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00765238v1⟩
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