近日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所空天激光技術(shù)與系統(tǒng)部，中國(guó)科學(xué)院空間激光信息傳輸與探測(cè)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)和南方海洋科學(xué)與工程廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(廣州)、中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十三研究所研究團(tuán)隊(duì)合作，利用大規(guī)模分集Φ-OTDR系統(tǒng)與懸浮聲敏光纜實(shí)現(xiàn)了非合作船只的聲紋與位置信息探測(cè)，相關(guān)研究成果以Voiceprint and position information detection of non-cooperative ship with Φ-OTDR and suspended sensitized optical cable為題發(fā)表于Optics Express。
 

　　目標(biāo)探測(cè)對(duì)海洋安全、海洋生態(tài)等具有極其重要的意義。Φ-OTDR以其獨(dú)特的大規(guī)模組網(wǎng)和靈活陣列重構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)迅速發(fā)展成為一種新型水聽(tīng)器技術(shù)。目前，受限于微弱瑞利背向散射、光纜與水下介質(zhì)的復(fù)雜耦合效應(yīng)等難題，真實(shí)目標(biāo)的聲紋精細(xì)探測(cè)仍然面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)。
 

　　研究團(tuán)隊(duì)利用大規(guī)模分集Φ-OTDR系統(tǒng)與懸浮聲敏光纜實(shí)現(xiàn)非合作船只的聲紋與位置信息探測(cè)。提出了50級(jí)多域大規(guī)模分集Φ-OTDR來(lái)抑制系統(tǒng)噪聲的方案，利用聲敏光纜的懸浮布設(shè)方式減少水底介質(zhì)的耦合畸變影響，首次實(shí)現(xiàn)了有效的船只聲紋信息獲取和詳細(xì)分析。此外，針對(duì)被動(dòng)探測(cè)船只信息存在的定向波動(dòng)問(wèn)題，提出自適應(yīng)相位差校正(APDC)方法對(duì)定向結(jié)果進(jìn)行了優(yōu)化，并在實(shí)際工作環(huán)境中驗(yàn)證了其可行性，實(shí)現(xiàn)了非合作船只的一維定位和二維定向。該成果提供了一種水下目標(biāo)動(dòng)態(tài)精確探測(cè)技術(shù)，可以為未來(lái)海洋安全防范、生態(tài)健康監(jiān)測(cè)等提供重要的技術(shù)支撐。
 

　　相關(guān)研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、上海市啟明星計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)協(xié)會(huì)以及上海市自然科學(xué)基金的支持。
 

圖1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試
 

圖2 (a) 船舶信號(hào)譜線(xiàn)的強(qiáng)度分布 (b) 圖(a)局部放大