利用海浪噪聲自相關(guān)實(shí)現(xiàn)散射體無源探測(cè)?

遲靜 李小雷 高大治 王好忠 王寧

(中國海洋大學(xué)海洋技術(shù)系,青島 266100)

利用海浪噪聲自相關(guān)實(shí)現(xiàn)散射體無源探測(cè)?

遲靜 李小雷 高大治?王好忠 王寧

(中國海洋大學(xué)海洋技術(shù)系,青島 266100)

提出了一種利用海浪噪聲自相關(guān)實(shí)現(xiàn)散射體無源探測(cè)的新方法.將各接收器記錄噪聲信號(hào)的自相關(guān)減去所有接收器記錄噪聲信號(hào)自相關(guān)的平均值,得到散射信號(hào)的到達(dá)結(jié)構(gòu),然后結(jié)合基爾霍夫移位算法實(shí)現(xiàn)對(duì)散射體的探測(cè).與利用背景噪聲互相關(guān)提取格林函數(shù)從而實(shí)現(xiàn)散射體探測(cè)的方法不同,自相關(guān)無需考慮各個(gè)接收器之間的大量數(shù)據(jù)傳輸及時(shí)間同步問題,這為相距較遠(yuǎn)的多接收器和移動(dòng)平臺(tái)目標(biāo)探測(cè)提供了極大的方便.將所提出的方法應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中,最終探測(cè)結(jié)果與實(shí)際測(cè)量結(jié)果相比差別不大,驗(yàn)證了方法的有效性.

噪聲自相關(guān),散射體被動(dòng)探測(cè),安靜目標(biāo)

1 引 言

利用環(huán)境噪聲進(jìn)行被動(dòng)探測(cè)具有隱蔽性高,能耗低等優(yōu)點(diǎn),最近幾十年越來越成為人們關(guān)注的焦點(diǎn).20世紀(jì)90年代,Buckingham等［1］開始在海洋聲學(xué)領(lǐng)域研究利用海洋環(huán)境噪聲探測(cè)目標(biāo)的可能性,提出聲日光成像(acoustic daylight imaging)的概念,并在實(shí)驗(yàn)中利用自制的聲日光海洋噪聲成像系統(tǒng)(acoustics daylight ocean noise imaging system,ADONIS)在8.5—75 kHz的頻段成功地實(shí)現(xiàn)了不同形狀散射體成像［2］.2001年,Weaver和Lobiks［3］的超聲實(shí)驗(yàn)證明:通過對(duì)兩個(gè)傳聲器上記錄的環(huán)境噪聲進(jìn)行互相關(guān)處理,可獲得兩點(diǎn)間的格林函數(shù),等效于一個(gè)傳聲器作為虛擬聲源發(fā)射信號(hào),另外一個(gè)傳聲器接收.此后,這一方法在超聲學(xué)［4?6］、地震學(xué)［7,8］、海洋聲學(xué)等［9,10］領(lǐng)域迅速推廣.

2008年,Snieder等［11］利用穩(wěn)相估計(jì)的理論推導(dǎo)了當(dāng)有散射體存在時(shí)兩點(diǎn)間環(huán)境噪聲的互相關(guān)結(jié)果,并指出該結(jié)果中可以獲取散射體位置信息.2009年,Garnier和Papanicolaou［12］通過仿真驗(yàn)證了噪聲互相關(guān)可以實(shí)現(xiàn)目標(biāo)探測(cè).2013年,Davy等［13］在消聲混響腔實(shí)驗(yàn)中成功地利用寬帶微波段熱輻射的互相關(guān)結(jié)果實(shí)現(xiàn)了對(duì)厘米尺度棒狀散射體的探測(cè).2014—2015年間,中國海洋大學(xué)利用較為常見的公路噪聲以及海浪噪聲的互相關(guān)實(shí)現(xiàn)了對(duì)不同散射體探測(cè)［14,15］.

利用環(huán)境噪聲互相關(guān)結(jié)果對(duì)散射體探測(cè)非常依賴信號(hào)采集時(shí)各個(gè)通道的同步性,如果存在同步誤差會(huì)使互相關(guān)結(jié)果出現(xiàn)時(shí)間漂移.當(dāng)各接收器相距較遠(yuǎn)時(shí),數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸及嚴(yán)格同步實(shí)現(xiàn)困難大,增加了遠(yuǎn)距離多接收器長(zhǎng)時(shí)間探測(cè)的難度.為解決這一問題,本文提出了運(yùn)用環(huán)境噪聲自相關(guān)對(duì)散射體探測(cè)的新方法.由于采用自相關(guān)處理,各通道數(shù)據(jù)傳輸不必嚴(yán)格同步.另一方面,這種方法只需傳輸各個(gè)接收器一段時(shí)間內(nèi)記錄噪聲信號(hào)的自相關(guān)結(jié)果,而非接收器采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),這大大減少了實(shí)驗(yàn)過程中需要傳輸以及存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)量.因此該方法有望在遠(yuǎn)距離多接收器探測(cè)研究中取得突破.本文首先通過理論推導(dǎo)證明了利用環(huán)境噪聲自相關(guān)提取散射體位置信息的可行性.然后將自相關(guān)的處理方法應(yīng)用于石老人海水浴場(chǎng)進(jìn)行的海浪噪聲探測(cè)目標(biāo)實(shí)驗(yàn)中,成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)聚氯乙烯(PVC)圓筒的無源探測(cè).

2 存在散射體時(shí)環(huán)境噪聲自相關(guān)的理論推導(dǎo)

考慮開放空間中存在一閉合表面S,如圖1(a)所示,假設(shè)散射體位于坐標(biāo)原點(diǎn),散射系數(shù)為fk(n,n′),n與n′分別表示入射及散射波方向.假設(shè)強(qiáng)度為q(ω)的噪聲源均勻分布在半徑為r的球面上,散射體位于球心,接收器位于rA處.散射體、接收器與噪聲源位于同一平面,建立如圖1(a)所示的坐標(biāo)系,rA與r分別表示為:

則由r處點(diǎn)源激發(fā),rA處的接收聲場(chǎng)可表示為

(2)式中k=ω/c,ω表示噪聲源角頻率,c表示介質(zhì)中聲速,G(rA,r)表示噪聲源rA與接收器r之間的格林函數(shù).所以rA處接收聲場(chǎng)的自相關(guān)結(jié)果為

圖1 (a)空間中存在散射體時(shí)示意圖;(b)穩(wěn)相點(diǎn)示意圖Fig.1.(a)Schematic diagram of the scatterer and receiver;(b)schematic diagram of stationary-phase point.

其中,p?表示p的共軛,〈〉表示統(tǒng)計(jì)平均(在實(shí)際中這種平均通常被幾段互不重合的時(shí)間窗平均代替［16］).假設(shè)不同位置的噪聲源互不相關(guān),即

其中,Q2表示噪聲源功率譜密度函數(shù).同時(shí)假設(shè)噪聲源與散射體之間的距離遠(yuǎn)大于接收器與散射體之間的距離,即r?rA,此時(shí)|r?rA|≈r.令dS=r2d?,其中?表示聲源所在球面的立體角,可以得到

(5)式等號(hào)右邊包含三項(xiàng),對(duì)T2項(xiàng)及T3項(xiàng)采用穩(wěn)相近似［17］方法,穩(wěn)相點(diǎn)為圖1(b)中的B,C兩點(diǎn)(可以發(fā)現(xiàn)T2項(xiàng)的兩個(gè)穩(wěn)相點(diǎn)與T3項(xiàng)兩個(gè)的穩(wěn)相點(diǎn)均位于散射體與接收器連線的兩端),求得(5)式穩(wěn)相近似的最終結(jié)果為:

將(6)式代入(5)式中,化簡(jiǎn)得到:

(7)式為空間中存在散射體時(shí)噪聲自相關(guān)結(jié)果.(7)式等號(hào)右邊第一項(xiàng)為(2)式中直達(dá)波的自相關(guān),在時(shí)域上對(duì)應(yīng)零時(shí)刻的相關(guān)峰;第二項(xiàng)根據(jù)廣義光學(xué)定理［18］可知中括號(hào)里的部分等于零;第三項(xiàng)為因果以及非因果的散射項(xiàng),相位中的2rA表示時(shí)域上距離零時(shí)刻2rA/c處出現(xiàn)相關(guān)峰.(7)式表明,雖然隨機(jī)環(huán)境噪聲源產(chǎn)生的聲場(chǎng)通常被認(rèn)為是非相干的,來自穩(wěn)相點(diǎn)處噪聲源的貢獻(xiàn)可以看作是單一方向噪聲源的貢獻(xiàn).因此對(duì)于同一接收器來自穩(wěn)相點(diǎn)方向噪聲源的直達(dá)波和散射波具有相干性.通過自相關(guān)運(yùn)算,那些穩(wěn)相點(diǎn)附近噪聲源的貢獻(xiàn)不斷累加,其他噪聲源的貢獻(xiàn)因?yàn)檎袷幎嗷サ窒?從而在散射時(shí)刻處出現(xiàn)相關(guān)峰,這就為用自相關(guān)結(jié)果實(shí)現(xiàn)散射體探測(cè)提供了可能.但是也可以看到,自相關(guān)結(jié)果的第一項(xiàng)是所有噪聲源積分的結(jié)果,而第三項(xiàng)主要是穩(wěn)相點(diǎn)處噪聲源的貢獻(xiàn).因此時(shí)域自相關(guān)結(jié)果零時(shí)刻的峰值遠(yuǎn)大于散射時(shí)刻的峰值,以至于散射時(shí)刻的峰值通常淹沒在零時(shí)刻峰值的旁瓣中.因此在進(jìn)行探測(cè)之前,有必要利用自相關(guān)背景抵消法對(duì)自相關(guān)結(jié)果進(jìn)行預(yù)處理.假設(shè)有來自N個(gè)坐標(biāo)為rAi(i=1,2,···,N)的接收器分別記錄噪聲信號(hào),分別對(duì)其進(jìn)行自相關(guān)運(yùn)算得到自相關(guān)函數(shù)C(rAi,ω),令:

函數(shù)X與Z分別對(duì)應(yīng)(6)式中的第T1和T3項(xiàng)(由于噪聲源均勻分布,因此第二項(xiàng)為零),其中X對(duì)應(yīng)時(shí)域上零時(shí)刻處的相關(guān)峰,當(dāng)聲源均勻分布時(shí),X為與接收器坐標(biāo)無關(guān)的常數(shù).Z項(xiàng)對(duì)應(yīng)因果與非因果的散射相關(guān)峰(見圖2(a),可以看出不經(jīng)過處理時(shí)X與Z的幅值相差很大,Z幾乎分辨不出).取C(rAi,ω)的平均值作為參考結(jié)果,得到

然后用每個(gè)接收器的自相關(guān)結(jié)果減去得到

對(duì)于Z項(xiàng)而言,由于其散射時(shí)刻與接收器的位置有關(guān),但當(dāng)N足夠大且各接收器與散射體之間的距離不同時(shí),可以認(rèn)為

因此,(10)式可以化簡(jiǎn)為

從(12)式的結(jié)果可以看出,經(jīng)過自相關(guān)背景抵消后,自相關(guān)結(jié)果中零時(shí)刻的相關(guān)峰被抵消,只剩下時(shí)域上對(duì)應(yīng)著因果與非因果的散射時(shí)刻(t=2rA/c)的峰值的Z部分(見圖2(b)),因此這種方法可以明顯提高散射峰處的信干比.

3 利用海洋噪聲自相關(guān)探測(cè)實(shí)驗(yàn)

2016年4月22日,中國海洋大學(xué)海洋聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室在青島石老人海水浴場(chǎng)進(jìn)行了利用海浪噪聲對(duì)安靜散射體的探測(cè)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)中接收器與散射體的相對(duì)位置如圖3所示(實(shí)驗(yàn)時(shí)散射體距離海岸線約100 m,表明聲源距離散射體超過100 m,各接收器距離散射體的平均距離約為10 m,其中距離最近的為14號(hào)7.32 m,最遠(yuǎn)為2號(hào)13 m,滿足r?rA,符合理論推導(dǎo)中的遠(yuǎn)場(chǎng)假設(shè)).實(shí)驗(yàn)當(dāng)天的噪聲記錄時(shí)間為14:00—14:50,處于當(dāng)日的第二次漲潮階段,海浪噪聲能量較大(在接收器位置大約為70 dB).除此之外,石老人海水浴場(chǎng)有著長(zhǎng)達(dá)3 km的海岸線,沙灘寬闊平坦,海浪噪聲不同日期之間的重復(fù)性高以及隨潮汐進(jìn)退變化緩慢而持續(xù)性好等特點(diǎn),成為進(jìn)行噪聲探測(cè)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)良場(chǎng)地.

本次實(shí)驗(yàn)使用的儀器設(shè)備包括:14個(gè)無指向性傳聲器(型號(hào):MNP20,生產(chǎn)廠家:SKC,其中1號(hào)與14號(hào)單獨(dú)放置,2—7號(hào)以及8—13號(hào)為兩組接收器陣,陣間距為24 cm),16通道放大器(SKC)、信號(hào)記錄儀(PXI 1042Q,美國NI公司)、聲級(jí)計(jì)(AWA6270+,杭州愛華).

圖4展示了此次實(shí)驗(yàn)中1號(hào)接收器接收的12 min海浪噪聲信號(hào)的時(shí)頻圖和功率譜.從圖4(a)中可以看出,實(shí)驗(yàn)中接收的海浪噪聲的頻譜在時(shí)間上比較平穩(wěn),沒有劇烈的變化.能量隨頻率的升高而單調(diào)下降,主要能量集中在3000 Hz以下的頻段.從圖4(b)中可以看出,300 Hz以下頻段變化較為劇烈,而300—2500 Hz頻段變化比較平緩.因此,數(shù)據(jù)處理中使用300—2500 Hz頻段的噪聲信號(hào)進(jìn)行自相關(guān)探測(cè).

圖(5)以1號(hào)接收器為例展示了預(yù)處理前后的自相關(guān)結(jié)果(自相關(guān)的時(shí)間窗為1 s,累積時(shí)間長(zhǎng)度為12 min,進(jìn)行自相關(guān)背景抵消處理時(shí),取N=14).從圖5(a)中可以看出,自相關(guān)結(jié)果零時(shí)刻的相關(guān)峰在幅值上遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他位置,使得散射時(shí)刻的相關(guān)峰淹沒在零時(shí)刻的旁瓣中,這與(7)式的描述以及仿真結(jié)果相一致.圖5(b)為進(jìn)行自相關(guān)背景抵消后的包絡(luò)(考慮到各個(gè)接收器靈敏度可能存在差異,因此自相關(guān)結(jié)果全部按照零時(shí)刻的峰值進(jìn)行了歸一化).對(duì)比圖5(a)與圖5(b)可以發(fā)現(xiàn),在48 ms附近的散射信號(hào)經(jīng)過預(yù)處理以后信干比有了明顯的提升(這里由于海浪噪聲是單邊聲源,不滿足廣義光學(xué)定理的條件,因此零時(shí)刻處的相關(guān)峰不能被完全抵消).對(duì)經(jīng)過預(yù)處理的自相關(guān)結(jié)果采用基爾霍夫移位算法［19］進(jìn)行探測(cè).算法步驟如下.

圖3 (a)平面坐標(biāo)示意圖,黑三角處為散射體(高1.2 m直徑0.2 m的PVC圓筒),1—14為接收器,所有的接收器都被置于1 m高的位置并且包裹防風(fēng)罩;(b)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)Fig.3.(a)Schematic diagram of layout of experiment,the black triangle is scatterer(a PVC cylinder with 1.2 m height and 20 cm radius),No.1–14 are receivers,all the receivers are at 1 m height and wrapped by a sponge;(b)layout of the experiment.

圖4 (網(wǎng)刊彩色)(a)1號(hào)接收器實(shí)驗(yàn)中12 min的時(shí)頻圖;(b)1號(hào)接收器接收噪聲信號(hào)12 min的功率譜Fig.4.(color online)(a)The spectrogram of the 12-minutes surf noise recorded by No.1 receiver;(b)the power spectrum of the 12-minutes surf noise recorded by No.1 receiver.

圖5 1號(hào)接收器接收噪聲信號(hào)預(yù)處理前后自相關(guān)結(jié)果,經(jīng)測(cè)量,1號(hào)接收器距離散射體中心位置8.26 m,計(jì)算得散射路徑應(yīng)出現(xiàn)在±48 ms處,在圖中用紅色箭頭標(biāo)出 (a)1號(hào)接收器12 min自相關(guān)結(jié)果;(b)1號(hào)接收器12 min自相關(guān)函數(shù)減去參考自相關(guān)函數(shù)后的包絡(luò)Fig.5.Autocorrelation result of the noise recorded by No.1 receiver before and after preprocessing,in the experiment,the No.1 receiver is 8.26 m away from the center of the scatterer,as the red arrow shows in the fi gure,we calculate that the scatter wave may arrive at±48 ms:(a)The autocorrelation result of the noise recorded by No.1 receiver before preprocessing;(b)the envelope of autocorrelation result of the noise recorded by No.1 receiver after preprocessing.

第一步,將包含目標(biāo)在內(nèi)的掃描區(qū)域分成等間隔的搜索點(diǎn);

第二步,計(jì)算每個(gè)搜索點(diǎn)rs與每個(gè)接收器rAi之間距離的2倍,然后除以聲速作為時(shí)間偏移量(?ts,i=2|rs?rAi|/c0);

第三步,計(jì)算所有搜索點(diǎn)處的處的基爾霍夫移位(KM)泛函,

第四步,取零時(shí)刻處附近一個(gè)小鄰域中(?t′,t′)的能量積分作為每個(gè)搜索點(diǎn)的代價(jià)函數(shù),

圖6分別展示了無同步誤差時(shí)互相關(guān)以及自相關(guān)的KM移位以后的結(jié)果(搜索區(qū)域?yàn)閳D3(a)所示的坐標(biāo)系中,x方向0—10 m,y方向7—13 m的矩形范圍,掃描精度為0.1 m.圖中標(biāo)有“*”號(hào)的位置代表散射體圓心的實(shí)際位置),可以發(fā)現(xiàn)經(jīng)過預(yù)處理后,在不考慮各通道之間的同步性的情況下,自相關(guān)可以實(shí)現(xiàn)與互相關(guān)的幾乎相同探測(cè)結(jié)果.

圖7展示了各個(gè)接收器之間不同步時(shí),兩種處理方式KM移位結(jié)果的對(duì)比.不難看出,隨著各個(gè)接收器之間的同步誤差的增加,互相關(guān)的結(jié)果逐漸變差,最后幾乎無法正確定位散射體.而自相關(guān)的結(jié)果卻幾乎不受各接收器同步問題的影響,這充分體現(xiàn)了自相關(guān)方法的優(yōu)越性.

圖6 (網(wǎng)刊彩色)無同步誤差時(shí)相同接收器相同時(shí)間段內(nèi)自相關(guān)與互相關(guān)KM移位成像方法的結(jié)果,圖中*號(hào)表示目標(biāo)的實(shí)際位置 (a)互相關(guān)結(jié)果;(b)自相關(guān)結(jié)果Fig.6.(color online)The result of Kirchho ffmigrant using cross-correlation and autocorrelation without synchronization error,the ‘*’in the fi gure shows the actual postion of the target:(a)Cross-correlation;(b)autocorrelation.

圖7 (網(wǎng)刊彩色)接收器存在同步誤差時(shí)對(duì)兩種探測(cè)結(jié)果的影響 (a),(d)分別為存在1 ms同步誤差時(shí)互相關(guān)與自相關(guān)的探測(cè)結(jié)果;(b),(e)分別表示存在2 ms同步誤差時(shí)互相關(guān)與自相關(guān)的探測(cè)結(jié)果;(c),(f)分別表示存在5 ms同步誤差時(shí)互相關(guān)與自相關(guān)的探測(cè)結(jié)果Fig.7.(color online)The e ff ect on two detecting methods when there is synchronization error:(a)and(d)Shows the result of Kirchho ffmigrant using cross-correlation and autocorrelation respectively when the synchronization error is 1 ms;(b)and(e)shows the result when the synchronization error is 2 ms;(c)and(f)shows the result when the synchronization error is 5 ms.

4 結(jié) 論

本文通過推導(dǎo)散射體存在時(shí)環(huán)境噪聲的自相關(guān)結(jié)果,證明了利用環(huán)境噪聲的自相關(guān)對(duì)散射體進(jìn)行探測(cè)的可行性.當(dāng)噪聲場(chǎng)均勻分布時(shí)且時(shí)間上平穩(wěn)時(shí),噪聲場(chǎng)的自相關(guān)結(jié)果中就會(huì)包含散射體位置的信息.同時(shí),根據(jù)自相關(guān)結(jié)果的特點(diǎn)利用自相關(guān)背景抵消方法進(jìn)行預(yù)處理,從而顯著提高了目標(biāo)位置處的信干比.在實(shí)驗(yàn)中利用12 min的海浪噪聲自相關(guān)結(jié)果實(shí)現(xiàn)了對(duì)距離10 m遠(yuǎn)處的PVC圓筒的探測(cè).同時(shí)通過與存在同步誤差時(shí)互相關(guān)方法的探測(cè)結(jié)果對(duì)比,證明了自相關(guān)探測(cè)方法的穩(wěn)定性.在今后的工作中將會(huì)詳細(xì)討論散射信號(hào)的信噪比與探測(cè)結(jié)果的關(guān)系以及針對(duì)自相關(guān)的頻域預(yù)處理方法,從而進(jìn)一步提高探測(cè)結(jié)果的分辨率,為最終實(shí)現(xiàn)水下安靜目標(biāo)的被動(dòng)探測(cè)奠定基礎(chǔ).

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Passive detection of scatterer using autocorrelation of surf noise?

Chi Jing Li Xiao-LeiGao Da-Zhi?Wang Hao-Zhong Wang Ning
(Department of Marine Technology,Ocean University of China,Qingdao 266100,China)

When a scatterer is located in a di ff use noise fi eld,time domain Green’s function between two di ff erent receivers can be extracted from cross-correlation of ambient noise which is recorded by the two receivers so that target detection can be implemented.However,the method based on cross-correlation strongly depends on timing synchronization of each receiver,otherwise there will be a time drift in the cross-correlation result,which can bring error in the positioning detection.Besides,two receivers that are far from each other must communicate with each other to implement crosscorrelation in real-time data processing,but big data transmission is difficult in the ocean.Compared with crosscorrelation,autocorrelation means that each receiver works independently and only the fi nal autocorrelation result is to be transmitted.Actually,the scattered wave of target is always so weak that it is submerged in the autocorrelation result of the ambient noise.In this paper,we propose a method of processing the autocorrelation of the ambient noise.When the averaging noise autocorrelation of all receivers is subtracted from the autocorrelation result of the noise recorded by each receiver,the signalnoise ratio of the scattered wave will be signi fi cantly enhanced.With the help of Kirchhoff migration algorithm,detection of a scatterer can be implemented.We have conducted a scatterer passive detection experiment in Shilaoren beach,Qingdao,and accurately detected the position of a polyviny chloride pipe(about 8 m away from the nearest receiver)using only 12 min surf noise data.The experimental result shows that the processing of autocorrelation could replace cross-correlation in passive target detection when the ambient noise is time steady and the statistical characteristics of the background noise at di ff erent receivers are the same.Unlike Green’s function extracted from cross-correlation of ambient noise,each receiver can work independently without considering the problems of massive data transmission and timing synchronization,which may be suitable for target detection using multi-receivers and mobile platform.

autocorrelation of ambient noise,passive detection of scatters,silent target

11 April 2017;revised manuscript

4 July 2017)

(2017年4月11日收到;2017年7月4日收到修改稿)

10.7498/aps.66.194304

?國家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):11674294,11374270,11374271)和青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實(shí)驗(yàn)室基金(批準(zhǔn)號(hào):QNLM2016ORP0106)資助的課題.

?通信作者.E-mail:dzgao@ouc.edu.cn

?2017中國物理學(xué)會(huì)Chinese Physical Society

PACS:43.50.+y,43.60.+d

10.7498/aps.66.194304

*Project supported by the National Natural Science Foundation of China(Grant Nos.11674294,11374270,11374271)and the Foundation of Qingdao National Laboratory for Marine Science and Technology,China(Grant No.QNLM2016ORP0106).

?Corresponding author.E-mail:dzgao@ouc.edu.cn