專題：海洋感知

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海洋是構(gòu)建人類命運(yùn)共同體過(guò)程中的重要平臺(tái)和樞紐，系統(tǒng)認(rèn)識(shí)和了解海洋是人類生存和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。在信息化時(shí)代，人類要認(rèn)識(shí)海洋、開(kāi)發(fā)海洋，首先要感知海洋、了解海洋信息、構(gòu)建海洋網(wǎng)絡(luò)、建立海洋歷史數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，從中探索諸多海洋規(guī)律，特別是海洋戰(zhàn)場(chǎng)更需要全面的海洋信息感知能力。因此，運(yùn)用海洋信息化，對(duì)全球重點(diǎn)海域和海洋目標(biāo)信息進(jìn)行有效感知，并形成準(zhǔn)確的海上態(tài)勢(shì)，成為維護(hù)海洋安全的重要手段。

隨著對(duì)海洋資源開(kāi)發(fā)力度的加大，水下無(wú)線通信技術(shù)的作用得以彰顯，并得到廣泛應(yīng)用。目前常用的水下無(wú)線通信主要有水下電磁波通信、水聲通信、水下無(wú)線光通信和水下電場(chǎng)通信幾種方式。進(jìn)行水下通信領(lǐng)域的研究具有重大意義，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)層面，無(wú)人深潛器和水下機(jī)器人的廣泛使用需要水下通信網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的控制和信息收集；在軍事層面，本國(guó)海域建立水下戰(zhàn)場(chǎng)的通信網(wǎng)和預(yù)警網(wǎng)也需要水下通信技術(shù)的加持。

為集中展現(xiàn)水下通信、海洋感知方面的最新研究成果及前沿技術(shù)方法，《無(wú)線電工程》2022年第5期推出“海洋感知”專題。專題采用公開(kāi)征稿的方式組織稿件，在所有通過(guò)專家評(píng)審的稿件中，最終確定錄用稿件4篇。專題主要圍繞海洋環(huán)境感知及預(yù)報(bào)、海洋通信、水下目標(biāo)探測(cè)及預(yù)警、海洋信號(hào)感知及偵察等領(lǐng)域。

論文《基于高分影像的冰災(zāi)遙感監(jiān)測(cè)方法研究》論述了海冰監(jiān)測(cè)的研究進(jìn)展及重要性，面向海冰預(yù)警業(yè)務(wù)運(yùn)行中海冰邊緣提取過(guò)程更客觀、提取結(jié)果更準(zhǔn)確的應(yīng)用需求，基于高分辨率遙感圖像，設(shè)計(jì)了一種集冰情特征、圖像分割和眾數(shù)統(tǒng)計(jì)于一體的冰災(zāi)范圍監(jiān)測(cè)方法，利用此方法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，表明該成果可為我國(guó)中高緯區(qū)域冬季冰情災(zāi)害客觀準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)、預(yù)防及緊急救援等提供較好的技術(shù)支撐。

論文《一種航空聲吶浮標(biāo)多模式無(wú)線電調(diào)頻技術(shù)》分析了航空聲吶浮標(biāo)無(wú)線電調(diào)頻的應(yīng)用需求，在研究基帶預(yù)調(diào)制的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)字化基帶直接調(diào)頻和間接調(diào)頻2種調(diào)制方式進(jìn)行了分析，提出了一種可以通過(guò)輸入控制選擇不同基帶類型實(shí)現(xiàn)多模式調(diào)制的調(diào)制器架構(gòu)。在此架構(gòu)下多模式浮標(biāo)可適應(yīng)多種調(diào)制類型，提升了航空聲吶裝備的性能，延長(zhǎng)了老平臺(tái)舊裝備的使用壽限，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

論文《數(shù)字孿生海戰(zhàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)聲場(chǎng)預(yù)報(bào)》針對(duì)現(xiàn)有的預(yù)報(bào)理論模型難以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜海洋聲場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)報(bào)的問(wèn)題，提出將數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于動(dòng)態(tài)海洋聲場(chǎng)預(yù)報(bào)，基于數(shù)字孿生的虛擬平臺(tái)，通過(guò)物理實(shí)體與虛擬模型的實(shí)時(shí)交互反饋，不斷優(yōu)化動(dòng)態(tài)聲場(chǎng)預(yù)報(bào)結(jié)果，為解決復(fù)雜動(dòng)態(tài)聲場(chǎng)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的物理信息融合提供了一種新方法。文中綜合考慮海洋聲場(chǎng)中存在的不確定性，利用RAM模型對(duì)某海域的低頻聲傳播進(jìn)行模擬，通過(guò)觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)孿生體進(jìn)行修正，不斷優(yōu)化虛擬模型，得到了較為契合實(shí)際情況的動(dòng)態(tài)聲場(chǎng)預(yù)報(bào)，研究成果為實(shí)時(shí)監(jiān)控聲場(chǎng)預(yù)報(bào)的設(shè)計(jì)優(yōu)化提供了可靠依據(jù)。

論文《一種計(jì)及海上風(fēng)浪因素的船舶定航線航速優(yōu)化方法研究》針對(duì)定航線航速優(yōu)化問(wèn)題，考慮風(fēng)浪對(duì)燃油消耗的影響，研究不同航行策略下的航速與燃油消耗情況，助力提升船舶能效管理水平。主要進(jìn)行最低燃油消耗量為目標(biāo)的航速優(yōu)化問(wèn)題研究，根據(jù)選定的目標(biāo)航線和航行時(shí)間，按照平均航速預(yù)航行方法，結(jié)合歐洲中期天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)進(jìn)行航段劃分，建立航速優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，采用遺傳算法分析了4個(gè)季節(jié)下不同航行時(shí)間段內(nèi)的航速優(yōu)化問(wèn)題。論文提出的航速優(yōu)化方法能夠?qū)崿F(xiàn)定航線航速優(yōu)化功能，具有一定的節(jié)省燃油消耗的效果，可為船舶實(shí)際營(yíng)運(yùn)過(guò)程中航速優(yōu)化決策提供參考。

專題面向海洋感知與水下通信技術(shù)研究前沿，既有面向海戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境感知、預(yù)報(bào)與信號(hào)偵察的研究，也有海洋通信、水下目標(biāo)預(yù)警等新應(yīng)用領(lǐng)域的探索。盡管專題在部署方面盡量聚焦海洋感知與水下通信前沿研究，但鑒于該技術(shù)近年來(lái)的快速發(fā)展，新理論、新應(yīng)用日新月異，加之策劃人水平有限，在內(nèi)容部署方面仍存在不足。專題的出版得到了中國(guó)消防救援學(xué)院杜吉生、中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司洛陽(yáng)電光設(shè)備研究所魯宏捷、中國(guó)海洋大學(xué)成霄、大連測(cè)控技術(shù)研究所張宏森等研究人員的大力支持，謹(jǐn)在此衷心地感謝他們提供的優(yōu)質(zhì)稿件。在專題出版之際，特此感謝參與稿件評(píng)審的各位專家學(xué)者，感謝他們對(duì)稿件的審閱和提出的寶貴意見(jiàn)，保證了專題稿件的質(zhì)量。最后，感謝《無(wú)線電工程》編輯部各位老師的辛勤工作和大力支持。希望本專題能夠?qū)Ｑ蟾兄c水下通信的技術(shù)理論和應(yīng)用研究起到借鑒和促進(jìn)作用。