Double formation de voies pour la séparation et l’identification d’ondes: applications en contexte fortement bruité et à la campagne FAF03
Double Beamforming for wave separation and identification : robustness against noise and application on FAF03 experiment
OPEN ACCESS
Ocean Acoustic Tomography aims at estimating ocean celerity variations using wave travel times in the ocean. Estimation of the variations of these travel times and identification of each acoustic arrival with a theoretical ray path in the medium is necessary for tomographic purposes. These estimations and identifications are usually impossible on the recorded signals due to several wavefront arrivals at the same time or to weak Signal to Noise Ratio. Using the fact that we have two arrays of sensors : a receive and a source arrays, some alternative processings can be developped. In this paper we propose a new method : time-delay double beamforming (on the source and receive arrays) which allows wave separation and extraction of the information required for the tomography. We study the robustness of this method against noise and apply it to real data from the experiment FAF03.
Résumé
La tomographie acoustique océanique a pour objectif l’estimation des variations de la vitesse des ondes dans l’océan à partir des temps de trajet de ces ondes. L’estimation des variations des temps d’arrivée des ondes ainsi que l’association des ces ondes avec des trajets théoriques dans le milieu, nécessaire pour réaliser la tomographie, est rarement possible sur le signal enregistré entre une source et un capteur dans des configurations réelles : mélange des ondes, faible rapport signal sur bruit. Cependant, en tenant compte de la structure multidimensionnelle de l’acquisition, des alternatives existent. Dans ce papier, nous proposons une nouvelle méthode : la double formation de voies (en émission et en réception) permettant de séparer les ondes se propageant dans le milieu océanique et d’extraire les informations nécessaires aux algorithmes de tomographie. Nous étudions sa robustesse face au bruit sur des données simulées en contexte fortement bruité ainsi que les résultats obtenus sur données réelles provenant de la campagne de tomographie FAF03.
Time delay estimation, wave identification, beamforming, Ocean Acoustic Tomography (OAT)
Mots clés
Estimation de retard, identification d’ondes, formation de voies, Tomographie Acoustique Océanique (TAO)
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