C. Soares and S.M. Jesus csoares@ualg.pt and
sjesus@ualg.pt
SiPLAB-FCT, Universidade do Algarve
Faro, Portugal
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Ref.: in Jornadas do Mar: um
Oceano de Oportunidades, Escola Naval, Lisboa, Novembro 2005.
Abstract : A acústica submarina encontra
aplicação em
variados problemas tais como detecção activa ou passiva e
localização de navios e submarinos,
comunicações
acústicas, tomografia acústica, procura de objectos
enterrados e
monitorização remota de fenómenos naturais, entre
outros. Parte
destas aplicações tornaram-se possíveis
graças aos avanços
tecnológicos da última década que trouxeram um
aumento significativo
da capacidade computacional disponível. Hoje é
possível resolver
sistemas de equações diferenciais complexos dentro de
tempos
razoáveis. Se estes sistemas de equações descrevem
de forma
fiel a propagação do som no oceano, então estas
constituem
um modelo de propagação acústica, e portanto uma
importante
ferramenta na predicção da pressão acústica
num
determinado ponto do espaço, trazendo novas perspectivas a
muitas
aplicações. O LABoratório de Processamento de
Sinal (SiPLAB) da
FCT, Universidade do Algarve, desde há cerca de uma
década que
trabalha nalgumas aplicações em acústica submarina
utilizando
modelos de propagação acústica. As principais
áreas de
interesse têm sido o Processamento por Ajuste de Campo (ing.
Matched-Field Processing, MFP), Tomografia Acústica
Oceânica
(ing. Ocean Acoustic Tomography, OAT), e Comunicações
Acústicas
Submarinas. Na maioria dos casos o problema em mão é o de
estimar o canal de propagação ou os parâmetros
desconhecidos
que caracterizem o mesmo canal de propagação. Por
exemplo, MFP
foi originalmente concebido para localização de fontes
acústicas, sendo o campo acústico recebido comparado com
réplicas
correspondentes a posições hipotéticas. As
réplicas são
geradas por um modelo de propagação acústica, e
só podem ser
geradas apropriadamente se existir suficiente conhecimento ambiental do
canal de propagação. Mais tarde foi possível
generalizar o MFP
de forma a estender a procura a parâmetros ambientais
desconhecidos, tendo esta técnica sido designada por
Focalização. Da generalização do MFP
derivaram técnicas
semalhantes com fins diversos, tais como Tomografia por Ajuste de Campo
(ing. MFT) para conhecer a coluna de água, ou Inversão
por
Ajuste de Campo (ing. MFI) para estimar propriedades do fundo do
oceano. Este trabalho pretende resumir conceitos básicos de MFP,
tal
como introduzir alguns
conceitos de aplicações, apresentar
realizações
tecnológicas recentes e campanhas de mar realizadas, três
das
quais na Costa Portuguesa. Finalmente são apresentados
resultados
experimentais onde são utilizadas técnicas de MFP.
ACKNOWLEDGMENT: this work was partially supported by project AOB - REA and project NUACE - FCT (POSI/CPS/47824/2002).