模擬退火算法在水下電場反演中的應用*

劉瑞杰 齊嘉慧 劉 莎

（1.92578部隊 北京 100161）（2.大連測控技術研究所 大連 116001）

1 引言

艦船在航行時，會向周圍輻射靜電場、軸頻電場和工頻電場[1～2]。艦船水下電場是艦船探測和水中兵器引信的特征信號源，而艦船軸頻電場因其頻率低、傳播距離遠、線譜特征明顯，可被用做水下遠距離探測的被動信號源[3～4]，因此能知道軸頻電場源的強度及位置很重要。目前國內外艦船等效源建模主要是基于點電荷陣列模型[5]和電偶極子模型。程銳等[6]、Daya 等[7]利用水平時諧電偶極子對軸頻電場進行了建模；熊露等[8]利用單個水平時諧電偶極子對淺海環境中的艦船軸頻電場進行了建模，這些都只研究了等效電偶極子水平方向分量。

然而艦船等效電偶極子還存在垂直方向的分量，雖然該分量小于水平方向的分量，但其產生的信號對電場也有影響，因此本文在建模時不僅考慮了等效電偶極子的水平分量，還考慮了垂直分量，利用不同分量電偶極子產生的水下電場的疊加來模擬艦船實際的水下電場。水下電場電偶極子源反演一般采用線性方法，往往會出現陷入局部極值、多解性等問題。本文在進行反演計算時采用了基于模擬退火理論的非線性方法，對初始模型依賴小，還可以避免陷入局部極小。于鵬、陳華根等已經將該方法應用到地球物理反演中，并且取得了較好的效果[9～10]。

2 偶極子模型正演

艦船電場建模時通常把海洋簡化成水平層狀、均勻、各項同性媒質模型?！?br>