海洋聲學層析研究現(xiàn)狀與展望

趙航芳，汪非易 ，朱小華，徐 文

（1.浙江大學 信息與電子工程學系，浙江 杭州 310027；2.國家海洋局第二海洋研究所 衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學國家重點實驗室，浙江 杭州 310012；3.浙江大學 海洋學院，浙江 杭州 310027）

海洋聲學層析研究現(xiàn)狀與展望

趙航芳1，汪非易1，朱小華2,3，徐 文1

（1.浙江大學 信息與電子工程學系，浙江 杭州 310027；2.國家海洋局第二海洋研究所 衛(wèi)星海洋環(huán)境動力學國家重點實驗室，浙江 杭州 310012；3.浙江大學 海洋學院，浙江 杭州 310027）

海洋聲層析是1979年美國科學家W.Munk等人提出的，通過測量傳播時間等聲傳播信號有關(guān)參量反演聲波所穿越的海洋特征，得到大面積海域中的海洋動力學狀態(tài)及其變化的估計。聲層析方法自提出以來受到各國的重視。在最初的20 a間，以全球測溫計劃（ATOC）為代表的一系列驗證實驗推動了聲層析的理論研究、設(shè)備研制和應(yīng)用。步入21世紀后，聲層析與海洋動力學的數(shù)據(jù)同化、利用滑翔機等設(shè)備的移動聲層析以及沿海聲層析得到重視，并進行了相關(guān)的理論與實驗研究。納入成像旗下的聲層析希爾伯特方法、有效低功耗的分布式傳感網(wǎng)絡(luò)聲層析，以及被動聲層析，或?qū)⒊蔀槁晫游鑫磥硌芯康闹匾较颉?/p>

聲層析；成像；分布式網(wǎng)絡(luò)；被動聲層析

層析一詞來自希臘文，Tomo指的是“切片”、“分層”的意思，奠定層析基礎(chǔ)的中心定理是投影—切片定理，以實現(xiàn)對一個物體或一種現(xiàn)象與過程進行分層成像。層析可追溯到1917年，奧地利數(shù)學家Radon指出，一個空間函數(shù)可從它的投影的完備集合重構(gòu)，是一個典型的成像問題。醫(yī)學計算機輔助層析（CT）利用X－射線源和接收器陣同步旋轉(zhuǎn)，測量人體對沿著大量平行路徑（高過105）的射線的吸收性以判斷病灶。如果將X－射線改換為生物醫(yī)學超聲，例如診斷超聲中B式掃瞄兩維成象（B－超），也可作類似的層析。原則上，水聲物理與生物醫(yī)學超聲物理有許多共同之處（例如散射、飽和與空化）。正是受此啟發(fā)，美國Scripps海洋研究所的Munk和麻省理工學院地球、大氣和行星科學系的Wunsch于1979年提出海洋聲層析[1-2]，通過分析在多對發(fā)射與接收系統(tǒng)之間傳播的編碼信號研究海洋特性。然而，相對于CT高達105個平行路徑的投影測量，海洋聲層析的觀察網(wǎng)格要稀疏得多，通常只能達數(shù)十或數(shù)百個路徑，造成未知量遠多于方程數(shù)，屬于欠定逆問題求解的范疇。海洋聲學家經(jīng)過多年的努力，聲層析無論在實驗設(shè)計、設(shè)備研制、反演方法和應(yīng)用上都取得了長足的進步，在世界各個海域已進行了20多次的大型海上實驗。

本文按聲層析的發(fā)展歷程對其進行綜述。第一節(jié)總結(jié)了聲層析的歷史，包括基本理論和早期的實驗，同時概述了近年間取得的進步；第二節(jié)分析了聲層析的未來發(fā)展趨勢和研究方向；第三節(jié)對本文的內(nèi)容作簡要的總結(jié)。

1 聲層析歷史

為了彌補經(jīng)典物理海洋學與衛(wèi)星遙感在測量海洋內(nèi)部中、亞中尺度動力學現(xiàn)象的局限性，利用海洋動力學過程對聲傳播特性的影響，在1970年引入海洋聲監(jiān)測方法，用于海洋內(nèi)波、中尺度渦、潮流、羅斯貝波和海流等現(xiàn)象的觀測。

1.1 聲層析開端（1976-1980年）

在1976年美國ONR成立30周年紀念會議上，Munk首次報告了利用相距25 km兩點間互易傳播時間進行深海和淺海的溫度與海流測量的實驗結(jié)果。發(fā)射-接收兩點間聲信號互易傳播時間的平均值，反映兩點間海域的平均聲速，進而反映了平均溫度。兩點之間聲信號互易傳播的時間差反映了兩點連線方向上海水的流速。將多對數(shù)據(jù)進行融合與拼接，可以得出被測海域的溫度場和流速場。1977年在ONR官員Bezdeck倡導下，成立了聲層析小組：Scripps的Munk與Worcester任負責人，Woods Hole的Spindel與Porter負責水聲設(shè)備（包括設(shè)備的深海錨錠、精確的位置保持等），Webb負責制造可用于SOFAR信道布放的聲源，Michigan大學的Birdsall和Metzger負責信號處理，MIT的Wunsch首次將反演理論應(yīng)用于海洋觀測。自此開啟了聲層析小組長達25 a的合作研究。首次實驗在1978年秋進行，利用海軍聲警戒系統(tǒng)（SOSUS）布放在海底的陣，完成了百慕大以西900 km距離的聲傳播測試，結(jié)果表明在兩個月的時間間隔內(nèi)，在發(fā)收路徑上提供了13條可穩(wěn)定分辨、辨識與跟蹤的聲線。1979年，Munk與Wunsch在對實驗的總結(jié)中首次給出了利用聲反演海洋盆地中尺度起伏的可行性，并類比醫(yī)學成像提出了Ocean Acoustic Tomography（OAT）這一術(shù)語[2]。

聲信號在一條特征聲線上的傳播時延可以表示為[1]：

式中:i代表不同的聲線。第i條聲線的傳播時延等于聲線經(jīng)過的路徑長度除以路徑上的聲速，即慢度S（聲速的倒數(shù)）在傳播路徑Гi上的積分。

假定聲速擾動較小，實測時延與先驗傳播時延之差Δτi可近似為慢度之差ΔS(z)在原聲線路徑Гi(-)上的積分。

式中：δτi為由測量、模型等引起的誤差。對每條聲線都可得到相似的積分方程，那么估計聲速的問題等價于ΔS(z)的求解問題。如果對海洋進行垂直維深度分層，層數(shù)N，每層設(shè)一個ΔSj表示這一層的慢度差，方程可等價于：

式中：M為聲線數(shù)目；Ei,j為第i條聲線在第j層走過的距離。將方程組寫成矩陣的形式，有：

式中：y=[Δτ1,…，ΔτM]T；x=[ΔS1,…，ΔSN]T；n 為噪聲向量。由y求解x，是典型的逆問題。可以采用最小二乘估計方法解得慢度x＾=(ETE)-1ETy，再由慢度獲得聲速進而溫度估計。由于海洋聲層析收－發(fā)數(shù)據(jù)對少，數(shù)據(jù)密度稀疏，通常未知量多于方程數(shù)，N＞＞M，因此面臨著固有解的唯一性與穩(wěn)定性問題。其后海洋聲學家利用作正問題研究的海洋聲學所提供的先驗信息，發(fā)掘數(shù)據(jù)對之間的約束關(guān)系（規(guī)則化），以獲得式(5)穩(wěn)定與迭代收斂解。

1.2 聲層析實驗（1981-2000年）

從1981年開始的20 a間以實驗驗證為主[1-3]。1981年進行了300 km×300 km范圍OAT驗證實驗，實現(xiàn)了中尺度聲速場、灣流跟蹤。1983年在大西洋300 km距離進行了RTE83實驗，進行互易聲傳播時間測流的層析驗證。1983年佛羅里達海峽實驗，在20 km和45 km距離進行三角形布放，進行區(qū)域平均渦度測量和海流的監(jiān)測。1983-1989年北太平洋盆地，進行了系列長距離、低頻寬帶聲學傳播實驗，發(fā)現(xiàn)了4 000 km距離上聲到達結(jié)構(gòu)的互易特征。1984年弗拉姆海峽，在53 km和161 km的布放距離上驗證利用邊際冰帶和表面波層析的可行性。1984年墨西哥灣流實驗，布陣距離19～51 km，驗證基于海底設(shè)備利用海面和海底反射聲線路徑層析的可行性。1987年北太平洋RTE87實驗，進行750km,1 000 km,1 275 km距離熱容量、正壓流場、渦度場和潮流的測量。1988-1989年進行了格陵蘭海實驗，以200 km間距五角形布陣，進行溫度、熱容量、正壓流場和潮流的測量，以及移動船層析可行性；這兩年還進行了墨西哥灣流實驗，仍采用200 km五角形布陣，進行正壓、斜壓流場、中尺度渦等測量。1988年在蒙特雷峽谷進行了54 km距離上表面波層析的驗證。1989年進行SLICE89實驗，利用3000m長垂直接收陣測試1 000 km切面的水平采樣特性、內(nèi)波散射特性。1990年進行ATE90實驗，利用聲層析與數(shù)值海洋模型作1 000～2 000 km范圍海洋現(xiàn)報與預(yù)報的驗證,進行了GASTOM實驗，布設(shè)300 km邊長五角形陣，研究海洋中尺度現(xiàn)象變化性。1991-1992年進行了AMODE實驗，測試西北大西洋350～670 km范圍渦旋流和熱傳送、層析數(shù)據(jù)與數(shù)值模型的同化、移動船層析。1992年巴倫支海35 km范圍，利用混合射線-簡正模方法在淺海開展對Polar峰的動力學研究。1993年ATE-93聲層析在阿拉伯海進行應(yīng)用測試。1994年北冰洋聲傳播（TAP）實驗，進行利用聲信號監(jiān)測北冰洋溫度變化和海冰變化的可行性研究。1996年直布羅陀海峽實驗，進行了聲層析用于海峽流量和熱量輸運測量的可行性實驗。1996年拉布拉多海實驗，測量了對流。1998年進行ACOUS實驗，對北極氣候進行觀測。

聲層析最著名的應(yīng)用之一是全球測溫計劃（ATOC）[4]。Munk等提出了用聲學方法來監(jiān)測全球變暖的設(shè)想，利用聲傳播速度隨溫度變化的規(guī)律，在大洋中測量聲波超遠距離傳播的時間變化，得到傳播途徑上聲速/溫度變化的平均值。為了檢驗該方法的可行性，1991年開展了HIFT-I可行性實驗，1994年繼續(xù)HIFT-II實驗，1995年啟動了著名的ATOC實驗。1991年采用57 Hz大功率聲源，布放于水下175 m，聲源級達220 dB；1995年采用75 Hz聲源，布放于水下1 000 m，聲源級195 dB。聲源從南印度洋的赫德島位置發(fā)射，于深水聲道中傳播后，在阿留申島、百慕大、開普敦、圣誕島、果阿、克雷洛夫海底山上、南極毛森站、美國東西海岸、新西蘭、日本、澳大利亞等處接收。實驗證明經(jīng)過1.8×104km的傳播，聲信號仍有足夠大的信噪比，并能被壓縮，時間分辨力可達10～50 ms，可實現(xiàn)大范圍、高準確度監(jiān)測水溫變化（精度0.01℃），用于判斷全球氣候是否變暖以及變化速率。

20 a聲層析實驗中，在實驗系統(tǒng)的布設(shè)上，側(cè)重于數(shù)百到數(shù)千千米的距離上布設(shè)多個固定錨系聲發(fā)射-接收站，一般布放在待測量區(qū)域外圍，有三角形、長方形及五角形等布放方式。固定錨錠節(jié)點采用發(fā)-收合置形式，為實現(xiàn)深海長距離測量，換能器通常發(fā)射低頻信號，頻率在400 Hz以下，聲源級在190 dB以上，最大達到220 dB左右。為了能在1 000 m左右的聲道軸布設(shè)，發(fā)射換能器需要采用壓力補償措施。接收陣通常采用垂直陣，由數(shù)個或數(shù)十個不等間距布放的水聽器構(gòu)成，布放在發(fā)射換能器的上方或下方。固定節(jié)點在深海錨錠的時間長達數(shù)月與數(shù)年，節(jié)點的定位精度也達到了幾十米以內(nèi)的量級。

在信號處理方法上，Wunsch的博士生Cornuelle利用隨機過程的演化特性，發(fā)展了Gauss-Markov聲層析估計理論，獲得的中尺度等高線圖，與CTD測量結(jié)果相吻合。經(jīng)過近20 a的發(fā)展，基于不同的聲參量，海洋聲層析的方法主要有：聲線傳播時間層析、簡正波傳播時間層析、峰值匹配層析、簡正波相位層析、簡正波水平折射層析和匹配場層析等。

1.3 21世紀聲層析（2001至今）

理論研究的進步推動著聲層析的應(yīng)用更富多元化。將海洋聲層析與海洋動力學同化實現(xiàn)區(qū)域動力環(huán)境-聲場同步觀測，從固定節(jié)點層析到移動平臺層析，發(fā)展沿海聲層析進行流速反演，聲層析近年來繼續(xù)向前發(fā)展。

1.3.1 海洋聲層析與海洋動力學同化 海洋物理過程與聲傳播特性有著緊密的聯(lián)系。一方面聲波傳播受多種物理過程（如水體密度、鋒、渦、流及其它動力特性）引起的聲速剖面進而海洋溫度場結(jié)構(gòu)擾動影響很大，因而海洋聲學研究一直致力于量化海面、水體和海底各種物理過程對聲傳播的影響。另一方面，聲場數(shù)據(jù)又蘊含著豐富的介質(zhì)信息，因此可以利用海洋聲學技術(shù)實現(xiàn)對海洋環(huán)境的大范圍、長時序、低分辨、動態(tài)、實時的監(jiān)測，這也是OAT發(fā)展的動因。在OAT之前，海洋學家早已開始利用各種設(shè)備對海洋動力過程進行直接局部、高分辨和高精度的測量。不難推測，融合海洋動力學模型、海洋環(huán)境參量局部測量、聲傳播模型和聲場大范圍測量，在保證測量范圍的前提下，聲層析的測量精度與分辨力能夠得到有效提高，這就是海洋動力學—聲學數(shù)據(jù)同化，是捕捉、減少環(huán)境不確實性的重要手段之一[5-6]。

1.3.2 移動聲層析 21世紀聲層析的一個新方向是利用移動船拖曳水平陣或/和配以AUV或滑翔器的移動聲層析。2009-2011年實施的菲律賓海聲層析實驗[7]是其中的代表。菲律賓海實驗在五角形固定節(jié)點布設(shè)的基礎(chǔ)上，增加了4個滑翔器和1個水平拖曳線陣。圖1顯示菲律賓海聲層析實驗節(jié)點布放與Glider軌跡圖，右下角為Glider解剖圖。

菲律賓海聲層析由北太平洋實驗室（NPAL）主持，主要研究鋒面、中尺度渦時空變化規(guī)律的聲學監(jiān)測方法，同時結(jié)合聲層析數(shù)據(jù)、水下滑翔器和潛標等海洋動力環(huán)境測量及海洋模型作同化，給出該海區(qū)海洋中尺度過程時空特性，及對深海傳播的影響等。

實驗在T1-T5布放5個固定節(jié)點，形成五角形，并在中心布放節(jié)點T6。DVLA處布放一個分布式垂直線陣接收機，記錄接收的聲信號。4個滑翔器按圖1的紅、黃、粉和白4條路線滑行，測量1 000 m以內(nèi)的溫、鹽、深數(shù)據(jù)，并記錄聲信號。船拖曳一個5倍頻程水平線陣（FORA），分別圍繞其中兩個站位呈六角形分布軌跡運動。

圖1 菲律賓海聲學層析實驗節(jié)點布放與Glider軌跡圖[7]（右下角為 Glider）

DVLA是由5個1 000 m子陣組成的新型垂直陣。5個子陣分別布放于650～725 m，800～1 400 m，1 475～1 625 m，4 285～5 095 m，5 185～5 280 m 海深處，每個子陣的陣元數(shù)分別為2,25,3,10,20；陣元間距分別為75 m，25 m，75 m，90 m，5 m。DVLA的陣元為自容式模塊，含數(shù)據(jù)采集、存貯和時間同步于一體，夾在耦合感應(yīng)鋼纜上。每個子陣頂部都有一個控制器，為自容式水聽器提供時間同步與調(diào)度。耦合感應(yīng)調(diào)制解調(diào)器為子陣控制器之間、水聽器模塊之間提供低帶寬(1 200 bit)的通信能力，用于命令、控制和時間同步信號傳送。

FORA含有4個耦合模塊，組成了一個嵌套聲陣，分別以頻率 250 Hz，500 Hz，1 000 Hz，2 000 Hz的半波長布陣，其中以250 Hz的半波長布陣的水聽器64個。整個陣孔徑長189 m，陣拖曳深度在120～250 m之間變化。

滑翔器的航速0.5 kn，可下潛至1 000 m，續(xù)航時間長達6個月，3 000 km，可實現(xiàn)600次下潛。滑翔器上攜帶溫度、鹽度、水聽器和聲通信機（WHOImicromodem，25 kHz,FSK,80 bps） 等傳感器與設(shè)備。

1.3.3 沿海聲層析 在淺海，由于海表和海底的反射使得傳播損失增加，加大了近海聲信號遠距離傳播的難度。在近海區(qū)域，由于繁忙的漁業(yè)活動以及船舶交通的影響，傳統(tǒng)的測流方法很難進行大面積的觀測。沿海聲層析（Coastal Acoustic Tomography，簡稱CAT）觀測可以不受漁業(yè)以及航運的影響，進行長期、連續(xù)的大面積觀測。其中，沿海流場聲層析在國內(nèi)外已有一定的理論和實驗研究[8-10]，解決了水平流場層析和兩點間垂向流速剖面層析問題，三維流場聲層析將是今后最大的挑戰(zhàn)之一。

沿海流場聲層析通過建立流場反演模型，在水平方向上，將觀測區(qū)域劃分為矩形網(wǎng)格并利用函數(shù)展開法對流速場進行近似展開，通過離散化近似求出最佳解；在垂直方向上，利用接收到的多條聲線的信息，可以反演流速剖面。在此基礎(chǔ)上，利用卡爾曼濾波將CAT觀測得到的傳播時間差的數(shù)據(jù)同化到海洋環(huán)流模式中，滿足力學平衡，提高流場的空間分辨力和準確度。將此作為初始值，利用模式可以得到隨時間發(fā)展的流速場。

CAT發(fā)展于20世紀90年代，近年間主要在我國及日本進行了一系列實驗，取得了顯著的進展。2009年4月—2010年5月期間，在錢塘江共進行了11次雙向聲傳播測流實驗，通過傳播時間差數(shù)據(jù)得到聲傳播路徑上的平均流速并進行ADCP走航觀測。同年，國家海洋局第二海洋研究所在舟山島南側(cè)海域成功地進行了中國首次多臺沿海聲層析測流實驗，觀測到實驗區(qū)域西南部直徑3～4 km的順時針潮流渦旋[8]。

2 聲層析展望

聲層析實質(zhì)上是一個成像問題，是一個函數(shù)重構(gòu)問題，因而是泛函分析問題，通常被反演參量維數(shù)大于測量維數(shù)，這樣一個欠定問題求解要求有堅實的理論、分布式傳感系統(tǒng)支撐。

2.1 聲層析成像框架

對于海洋中的溫、鹽、深，鋒，渦，流，內(nèi)潮，內(nèi)波，黑潮等各種時空尺度的海洋物理過程的觀測可看作為對復(fù)雜場景的成像問題，屬欠定逆問題，不存在唯一解，需要我們將測量得到的波形、波前、射線等空-時域信號通過適當?shù)挠蜃儞Q，變換到像域或特征空間，實現(xiàn)高可靠分辨和分離，完成海洋物理過程觀測。高維甚至無限維希爾伯特空間為可分辨性和可分離性提供了先決條件，而運算在希爾伯特空間中的算子的譜分解理論提供了實現(xiàn)方法——再生核希爾伯特空間聲層析核方法[11-12]。

前面已經(jīng)講到，聲信號傳播時間差與聲速/慢度擾動之間存在著一個積分關(guān)系，這一關(guān)系體現(xiàn)了聲傳播物理的正散射問題，而再生核希爾伯特空間方法也提供一個相似的Hilbert-Schmidt積分算子：

式中：K(x,y)為核函數(shù)；f為空間Ω中的某一函數(shù)；LK為積分算子。兩者聯(lián)合起來提供逆散射問題解。例如應(yīng)用海洋聲學波動理論模型聯(lián)合信號傳播時間峰值到達處理，可以建立觀測時間和聲速之間的傳播敏感核[11]，利用核方法提供研究三維空間聲速變化層析或重構(gòu)的一個途徑。

2.2 分布式聲層析

典型的聲層析方案是在待觀測區(qū)域的外圍布設(shè)觀察節(jié)點，為覆蓋大觀測區(qū)域，要求節(jié)點發(fā)射大功率信號，在信號處理上也要求同時反演全局待觀測向量，計算量大，如果要實現(xiàn)在線反演，還將導致大數(shù)據(jù)通信量。

一個有前景的層析方案是采用分布式網(wǎng)絡(luò)[13]，增加節(jié)點數(shù)量，在待觀測區(qū)域的外圍與內(nèi)部密集布放觀察節(jié)點，節(jié)點可以是低功耗的、小型低成本的。隨著單個節(jié)點（發(fā)射-接收器）的能力下降，工作距離減小，聲層析系統(tǒng)設(shè)置也需要隨之改變，不再適合采用所有節(jié)點互連型的網(wǎng)絡(luò)，而采用只與周圍相鄰節(jié)點互連的分布型網(wǎng)絡(luò)。這種分布型配置可有效降低能源消耗；單個節(jié)點的失效不會像傳統(tǒng)設(shè)置那樣影響整個系統(tǒng)的層析結(jié)果，而只影響局部測量結(jié)果；節(jié)點定位可通過節(jié)點間通信信號測距來實現(xiàn)，而傳統(tǒng)設(shè)置需要三個以上高頻信標實現(xiàn)；節(jié)點分布拓撲結(jié)構(gòu)可根據(jù)環(huán)境場分布自適應(yīng)調(diào)整；節(jié)點作用距離縮短，可以選擇較高工作頻段，水聲換能器的成本和體積可顯著減少。但分布式層析的系統(tǒng)設(shè)計、分布式處理方法和性能分析都有待進一步發(fā)展。

2.3 被動聲層析

發(fā)射-接收器的高功耗一直是海洋聲層析的制約因素。被動聲層析[12]的目的是避免利用錨系高功耗的聲源，而采用環(huán)境聲作為層析信號。該技術(shù)在觀測區(qū)域兩側(cè)布放接收陣。環(huán)境聲信號，如一個遠處船舶的輻射噪聲或水下生物噪聲，傳播經(jīng)過一個陣形成一個已知的信號，它再傳播到第二陣被接收。通過比較處理兩個陣的聲信號，可以推斷出兩個陣之間的信道傳遞函數(shù)，進而推斷出海洋信息。由于信道傳遞函數(shù)和輸入信號都未知，被動聲層析也被稱為盲海洋聲層析。由于聲源與信道都未知，要求作聯(lián)合估計，這就要求給予更多的先驗信息和約束，并要求處理迭代進行，收斂到最好擬合解。

3 結(jié)語

聲層析是海洋環(huán)境監(jiān)測的重要方法。本文從不同時間段分析了聲層析的研究歷程與發(fā)展趨勢，總結(jié)了聲層析的基本方法與典型實驗布設(shè)，并概述了近年來海洋動力學同化研究、典型移動層析實驗以及沿海聲層析的研究進展。最后，本文描述了聲層析的三個有前途的未來發(fā)展方向。

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Ocean Acoustic Tomography:Current Progress and Future Prospect

ZHAO Hang-fang1,WANG Fei-yi1,ZHU Xiao-hua2,3,XU Wen1
1.College of Information Science and Electronic Engineering,Zhejiang University,Hangzhou310027,Zhejiang Province,China;
2.State Key Laboratory of Satellite Ocean Environment Dynamics,Second Institute of Oceanography,State Oceanic Administration,Hangzhou310012,Zhejiang Province,China;
3.Ocean College,Zhejiang University,Hangzhou310027,Zhejiang Province,China

Ocean acoustic tomography (OAT)was proposed in 1979 by American scientist W.Munk and his collaborators.OAT estimates the properties of the ocean,through which acoustic signals propagate,by measuring the propagation time and other acoustic parameters.It soon became an effective method to study the state and variation of oceanic dynamics in large sea areas.OAT gained great attention from 1980-2000,during which a series of verification experiments,particularly with the ATOC project,were conducted to promote theoretical research,equipment building and applications.After entering the 21stcentury,further research of theory and experiment has been made with regard to acoustic tomography as a data assimilation means with ocean dynamics,moving tomography with gliders and moving horizontal array as mobile nodes,as well as the coastal acoustic tomography.The open questions of OAT include:(1)the Hilbert method of OAT in a unified imaging framework,(2)effective and economical acoustic tomography with distributed sensor network, (3)passive acoustic tomography.

ocean acoustic tomography;imaging;distributed sensor network;passive acoustic tomography

TB56;O427.1

A

1003-2029（2015）03-0069-06

2015-03-18

國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃（863計劃）資助項目（2012AA090901）；國家自然科學基金資助項目（41276095,41476020,41276028,41321004）

趙航芳（1972-），女，博士，教授，主要研究方向為聲信號處理。E-mail:hfzhao@zju.edu.cn