Revised Beamforming Inversion Method for Ocean Acoustic Tomography

해양음향 토모그래피를 위한 개선된 빔형성 역산 기법

  • 오택환 (한양대학교 지구해양과학과) ;
  • 오선택 (한양대학교 지구해양과학과) ;
  • 나정열 (한양대학교 지구해양과학과) ;
  • 유승기 (한양대학교 지구해양과학과) ;
  • 김영신 (한양대학교 지구해양과학과)
  • Published : 2003.11.01

Abstract

This paper presents a revised beamforming inversion method for ocean acoustic tomography. In the proposed inversion method, the relation between group velocity and phase velocity that are the characteristics of the waveguide is used for the inversion of perturbed sound speed profile. The group velocity and phase velocity can be expressed as a function of the travel time and arrival angle of the received signals that are analyzed by the beamforming signal processing. This paper illustrates the simulated results of inversion for the fluctuated sound speed profile of the East Korea Sea and we found the applicability of revised beamforming inversion method to range independent ocean.

본 논문에서는 해양음향 토모그래피를 위한 개선된 빔형성 역산 기법을 제안한다. 제안된 역산 기법은 음속 구조 역산을 위해 음파도파관의 특성을 나타내는 군속도와 위상속도의 상관성을 이용한다. 군속도와 위상속도는 수신 신호의 도달시간 및 도달각에 의해 계산 가능하며, 이를 위해 빔형성 신호처리를 사용하여 수신신호의 도달시간 및 도달각 분석을 수행한다. 본 논문에서는 제안된 알고리즘을 사용한 동해 음속구조 역산모의 결과를 서술하였으며, 연구 결과 제안된 빔형성 해양음향 토모그래피 역산 방법을 사용해 동해의 음속 구조 역산이 가능함을 확인할 수 있다.

Keywords

References

  1. J. Lynch and S. Smith, RealTime Tomography Mooring, WHOI Tech. Report, WHOI-92-29, 135, 1992
  2. P, Piqnot, 'Beamforming inversion,' Proceedings of the 8th Matched field Processing Workshop, San Diego, 193-203, 1996
  3. P, Pignot, B. Faure, and G. Ginolhac, 'Comparison between different inversion methods for ocean acoustic tomography (Comparison on experimental data),' Oceans '98 Conference Proceedings, 3, 1214-1218, 1998 https://doi.org/10.1109/OCEANS.1998.726261
  4. P. Pignot and B. Faure, 'Two inversion methods for ocean acoustic tomography,' OCEANS '97, MTS/IEEE Conference Proceedings, 2, 743-747, 1997 https://doi.org/10.1109/OCEANS.1997.624085
  5. H. Medwin and C. S. Clay, Fundamentals of Acoustical Oceanography, Academic Press, San Diego, Chap. 11, 468540, 1998
  6. G. V. Frisk, Ocean and Seabed Acoustics; A Theory of Wave Propagation, Prentice-Hall, lnc., New Jersey, Chap. 5, 110-167, 1994
  7. M. Guthrie and C. T. Tindle, 'Ray effect in the normal mode approach to underwater acoustics,' J. Sound Vib., 47 (3), 403-413, 1976 https://doi.org/10.1016/0022-460X(76)90950-0
  8. 오택환, 오선택, 박정수, 나정열, '다중경로 환경에서의 해저면 설치 수신기 3차원 위치 추정,' 한국음향학회 학술발표대회 논문집, 20 2(s), 353-356, 2001
  9. 오선택, 나정열, 오택환, 박정수, 나영남, 김영규, '한국 동해에서 토모그래피용 신호를 이용한 음파 도달시간 시변동성,' 한국음향학회지, 20 (5), 92-99, 2001
  10. W. Munk, p. Worcester and C. Wunsch, Ocean Acoustic Tomography Cambridge University Press, Chap. 4, 136-172, 1995
  11. 공성곤, 유전자 알고리즘 입문, 진영사, Chap. 5, 232-268, 1997