网络传感器系统中优化分布式检测的问题涉及许多设计方面,包括平衡漏检和误报概率以及通过适当的网络内信息融合管理通信资源。此外,还必须进行许多权衡,例如信息融合和传感器控制的计算要求与信息交换的通信要求之间的权衡。因此,最好通过共同考虑设计方面和权衡对整体系统性能的影响来做出整体系统设计决策。本文讨论了网络内融合和相关的网络算法,这些算法可提高多静态声纳应用的检测性能和能源效率。这是通过在场外传输之前交换和融合声纳浮标之间的联系来实现的。网络内融合利用成本较低的浮标间通信进行大部分数据通信,并通过仅报告具有足够相关性的多个浮标的检测来减少随机不相关的误报。场外接触传输的减少允许每个浮标的信号过量阈值降低,从而增加检测概率。我们通过分析和高保真声纳模拟证明了分布式网络融合的有效性。
网络传感器系统中的分布式检测优化问题涉及许多设计方面,包括平衡漏检和误报概率以及通过适当的网络内信息融合管理通信资源。此外,还必须进行许多权衡,例如信息融合和传感器控制的计算要求与信息交换的通信要求之间的权衡。因此,最好通过共同考虑设计方面和权衡对整体系统性能的影响来做出整体系统设计决策。本文讨论了网络内融合和相关的网络算法,以提高多静态声纳应用的检测性能和能源效率。这是通过在传输到场外之前交换和融合声纳浮标之间的联系来实现的。网络内融合利用成本较低的浮标间通信进行大部分数据通信,并通过仅报告具有足够相关性的多个浮标的检测结果来减少随机不相关的误报。场外接触传输的减少允许每个浮标具有较低的信号过量阈值,从而增加检测概率。我们通过分析和高保真声纳模拟证明了分布式网络内融合的有效性。
表格和图表 表 1.1 一些主要海底噪声源的比较 3 表 1.2 声音对海洋环境的潜在影响 7 表 1.3 与海军或地震活动同时发生的大规模搁浅 8 表 2.1 海洋噪声缓解措施 19 表 2.2 北约成员国使用或开发的主动声纳系统 22 表 2.3 2002 年 1 月至 2005 年 2 月世界各地的地震勘探 31 表 4.1 与海洋噪声相关的国际公约、协定和条约 56 图 2.1 美国海岸外的海军综合设施 27 图 2.2 全球海上地震勘探热点(2002 年 1 月至 2005 年 2 月) 29 图 2.3 墨西哥湾未来地震勘测预测 32 图 2.4美国墨西哥湾地震勘测区域按船员数量划分(2002 年 1 月 - 2005 年 2 月) 33 图 2.5 欧洲地震勘测区域按船员数量划分(2002 年 1 月 - 2005 年 2 月) 34 图 2.6 北美水域国际航道 37
将海水中近表面声速3'4 (1483 m s-r) 发送到频率计数器。门周期由射频询问脉冲和声纳返回信号之间的持续时间设置。反射的声纳信号由于传播时间较长,不会影响距离测量。一对接收换能器安装在重 4 千克的特殊形状的黄铜浮标下方 [图 3(a)],并通过一段尼龙绳悬挂在海面以下约 4 米处(图 1),为浮标位置的三角测量计算提供了基线。通过比较换能器悬挂点之间测得的分离度与换能器分离的声纳距离测量值,确定此布置的基线稳定性在 * 0.1 m 以内。在典型的实验情况下,即前后基线为 15 米,到应答浮标的范围为 200 米,接收传感器的信噪比为 30 dB,通过三角测量计算和位置数据的统计处理,可以在 * 0.5 米的精度范围内确定浮标位置(第 III B 节)。
海水中近表面声速 3'4 (1483 m s-r) 到频率计数器。门控周期由射频询问脉冲和声纳返回信号之间的持续时间设置。反射的声纳信号不会影响距离测量,因为它们的传播时间更长。 一对接收换能器安装在特殊形状的黄铜浮标下方,重 4 公斤 [图 3(a)],并通过一段尼龙绳悬挂在海面以下约 4 米处(图I )为浮标位置的三角测量计算提供了基线。通过比较换能器悬挂点之间的测量分离与换能器分离的声纳距离测量,确定此布置的基线稳定性在 * 0.I m 以内。在典型的实验情况下,即前后基线为 15 米,距离应答浮标 200 米,接收传感器的信噪比为 30 dB,通过三角测量计算和位置数据的统计处理,浮标位置可以在 * 0.5 米的精度范围内确定(第III B 节)。
团队使用的监测标签是高分辨率的行为记录标签,部署在南加州近海观测站 (SCORE) 的柯氏喙鲸 (Ziphius cavirostris) 和 ESA 列出的长须鲸 (Balaenoptera physalus) 身上。主要标签是 Wildlife Computers/Andrews Whale Lander 标签的新版本,称为 Lander2 标签。该标签包括 Fastloc GPS 和 3 轴加速计和磁力计(可以检测动物精细动作和方向的传感器)以及标准深度和温度传感器。所有传感器都位于一个更具流体动力学的封装内,预计可以保持连接更长时间。