《水声信号处理》课程教学大纲

《水声信号处理》课程教学大纲一、课程基本信息课程中文名称水声信号处理课程英文名称UnderwaterAcousticSignalProcessing课程编号33341601课程模块思想政治理论课通识教育课专业基础课专业课课程性质必修限选专业任选任选总学时32讲授学时24实验（专题辅导）学时8总学分2开课单位电子与信息工程学院开课系（室）海洋技术系授课对象海洋技术专业本科生适用专业海洋技术先修课程高等数学、数字信号处理、水声学、声学基础二、课程简介和教学目标1．课程简介本课程是海洋技术相关专业的专业任选课程，主要授课对象为海洋技术专业本科学生。水声信号处理课程是一门渗透性交叉性较强的应用技术学科，不仅数字信号处理、以及声学基础、水声学等课程密切先关，要求将水声物理基础与信号处理技术应用有机结合。通过本课程的学习，使学生应认识水声信号处理对水声工程技术发展所起的作用，作为学科专业拓展课程，为学生在水声工程及相关领域中从事海洋声场分析、水下噪声及减振降噪、水声信号处理等设计、开发，或在国防工业领域和国民经济各部门中从事开发、应用水声技术研发等工作奠定基础。2.教学目标教学目标1：掌握水声信号处理的基本概念、方法。具有实践经历，熟悉水声信号相关领域的技术标准。教学目标2：具备将水声信号算法通过具体的编程语言加以实现的能力。能够正确采集、整理实验数据，对实验结果进行分析和解释。教学目标3：能够对水声信号处理问题的关键技术和难点进行准确描述，并能在多学科环境中应用。教学目标4：具备有效沟通并能够合理决策具有良好的交流能力、合作精神。教学目标5：（课程思政）：通过课程实践培养学生科研习惯和责任心，具备认真负责的科学作风，要求学生在学习工程中培养辩证思维能力，培养终身学习能力。3．教学目标与毕业要求指标点的支撑关系教学目标支撑毕业要求对应指标点教学目标11.2工程（相关）知识7.2环境教学目标23.1设计/开发解决方案教学目标3问题分析4.2研究11.项目管理教学目标4个人和团队10.沟通教学目标512.终身研究三、理论教学表1理论教学安排序号章节（学时）学习内容（含重点、难点）教学方法、手段支撑教学目标其他1绪论(2学时)1.了解国内外相关研究的历史与现状。2.理解水下声信号处理研究的意义。3.掌握水声信号处理的定义。（）多媒体讲授理论课程思政1，52宽带处理与宽带信号分析（4学时）了解宽带信号与宽带处理原理和常用方法。理解宽带调频信号数学模型及生成。()掌握时间频率分集信号原理。()掌握回声定位动物发声信号。()多媒体理论授课；导入实例；增加实验验证环节。1，2，3，53点目标的宽带检测与参数估计（4学时）了解宽带主动信号波形设计方法。理解点目标检测及分析算法。()掌握点目标参数估计方法。()掌握检测与估计算法的实现。()多媒体理论授课；导入实例；1，54小波变换域估计器-相关器（4学时）了解海森伯格群和仿射群背景知识。理解宽带估计器-相关器。()掌握体目标的散射函数。()多媒体理论授课；导入实例；增加实验验证环节。1，2，3，4，55散射函数估计（4学时）了解环境散射函数误差。理解目标散射函数误差仿真分析方法。()掌握总散射函数误差仿真分析和波形设计。()·1多媒体理论授课；导入实例；1，5宽带散射函数估计与更新（2学时）了解宽带散射函数的卡尔曼滤波基本原理理解卡尔曼滤波算法的推导；()掌握宽带散射函数估计与更新的实现。()多媒体理论授课；导入实例；增加实验验证环节。1，2，3，5空时自适应处理抗混响原理（2学时）了解STAP原理。理解全维和降维处理方法。()掌握STAP抗混响基本结构和抗混响流程。()多媒体理论授课；1，5降维STAP抗混响方法（2学时）了解基于数据空时平滑的处理方法。了解三维STAP处理方法。()掌握梳状谱信号的STAP处理方法。()多媒体理论授课；1，5四、实验教学表2实验教学安排序号实验项目名称（学时）实验内容实验类型支撑教学目标其他1宽带调频信号仿真（2学时）产生线性调频信号；绘制并观察其时域波形；绘制并观察其频谱。验证2，32宽带散射函数的卡尔曼滤波（2学时）宽带散射函数的生成和卡尔曼滤波仿真。验证2，33宽带信号处理与小波变换（4学时）宽带LFM和HFM处理基本方法及小波变换技术对真实采集声信号处理。综合设计1，2，3，4五、考核与成绩评定方法表3课程考核及评价细则成绩组成考核/评价环节分值考核/评价细则支撑教学目标平时成绩平时成绩（50%）课堂考勤15学习态度和学习方法4回答问题10软件APP随机点名4专题式研讨和分组报告15文献总结能力、学术研究能力、语言表达能力、沟通协作能力1,2,3,4实验报告10实际操作能力，编程能力1,2,3考试成绩（50%）综合报告50综合能力1,2,3六、建议教材及相关教学资源[1]刘朝晖等著，水下声信号处理技术[M]，国防工业出版社，2010.4教学参考：[1]钱秋珊，水声信号处理基础[M]，国防工业出版社，1981[2]

(丹)比约诺主编，信号处理和水声学，国防工业出版社，1985[3]翻译组,水声模拟：原理、技术和应用,

船舶总公司七院,1994[4]期刊：JournalofTheAcousticalSocietyof