近日，广州海洋实验室杨华勇教授团队在风驱动时变海洋环境影响水声匹配场定位研究方面取得原创性进展。相关成果以“Quantifying time-varying wind-driven effects on matched-field localization: Mechanisms and a physics-coupled Bayesian approach”为题，发表于美国声学学会会刊、国际声学领域旗舰期刊The Journal of the Acoustical Society of America（JASA）。广州海洋实验室科研骨干崔小明为论文第一作者，杨华勇教授为论文通讯作者，中山大学胡青教授为论文合作者。

匹配场处理是水下声源定位的重要方法，其性能高度依赖环境建模精度。在浅海条件下，风场变化会影响上层海洋混合过程及声速剖面结构，导致传播模型与实际声场失配，进而降低目标定位精度。围绕这一前沿基础科学问题，该论文系统分析了风驱动混合层加深对低频浅海匹配场定位的影响机理。研究表明，风驱动引起的上层海洋混合层变化会重塑声速剖面，扰动模态水平波数，并在传播过程中累积形成相位误差，进而导致匹配场模糊度表面畸变和距离估计偏差。在此基础上，论文原创性地提出了条件模态相位扩展分析框架，并进一步构建了物理耦合粒子滤波新方法（PC-PF），首次将风速作为动态隐状态引入序贯跟踪过程，实现了环境驱动下的自适应拷贝声场更新。结果表明，在典型时变风场场景下，所提出的新方法相比传统静态环境模型处理能够显著降低目标定位误差、提升目标轨迹跟踪的精度和连续性。

该研究为时变海洋环境中的水声目标定位与跟踪提供了原创性分析框架和定位方法。该研究获国家重点研发计划项目（2021YFF0501200）资助。

论文信息：Cui, X., Hu, Q., and Yang, H., “Quantifying time-varying wind-driven effects on matched-field localization: Mechanisms and a physics-coupled Bayesian approach,” J. Acoust. Soc. Am. 160(1), 8-21 (2026). 

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图1. 风驱动浅海波导环境变化及其对声场分布的影响。

图2. 风场演化场景下的动态跟踪结果对比。