UvA-DARE is a service provided by the library of the University of Amsterdam (https://dare.uva.nl)
UvA-DARE (Digital Academic Repository)
The sound of sediments : acoustic sensing in uncertain environments
van Leijen, A.V. Publication date 2010
Link to publication
Citation for published version (APA):
van Leijen, A. V. (2010). The sound of sediments : acoustic sensing in uncertain environments.
General rights
It is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), other than for strictly personal, individual use, unless the work is under an open content license (like Creative Commons).
Disclaimer/Complaints regulations
If you believe that digital publication of certain material infringes any of your rights or (privacy) interests, please let the Library know, stating your reasons. In case of a legitimate complaint, the Library will make the material inaccessible and/or remove it from the website. Please Ask the Library: https://uba.uva.nl/en/contact, or a letter to: Library of the University of Amsterdam, Secretariat, Singel 425, 1012 WP Amsterdam, The Netherlands. You will be contacted as soon as possible.
Samenvatting
De klank van sedimenten
Akoestisch waarnemen onder onzekere omgevingsgesteldheden
Proefschrift
A. V. van Leijen
Dit proefschrift onderzoekt methoden waarmee onzekerheden in de omgevings-gesteldheid bij ondiep water worden gereduceerd, dit ter ondersteuning van akoes-tische waarnemingssystemen. Kennis van relevante akoesakoes-tische karakteristieken van de waterkolom en de zeebodem leiden tot beduidende verbeteringen in het voorspellen van sonarprestaties in het opgenomen gebied.Karakteristieken van de zeebodem en sedimentlagen kunnen worden ge¨evalu-eerd met geoakoestische inversietechnieken. De conventionele methode is gebasge¨evalu-eerd op actieve sonaruitzendingen met een lage frequentie, dit om goed in de zeebodem door te kunnen dringen. Maar het gebruik van actieve sonar is niet altijd een gepaste optie. Uitzendingen met een hoog vermogen kunnen schadelijk zijn voor zeezoogdieren, ze kunnen de aanwezigheid of zelfs de intenties prijsgeven van mili-taire eenheden, maar het kan ook zijn dat de benodigde energie of instrumentarium eenvoudigweg niet beschikbaar is. Daarom onderzoekt deze dissertatie geoakoestis-che inversie met passieve sonarsystemen. De studie betreft een concept voor rapid
environmental assessment (REA), een concept om snel een inschatting te
kun-nen maken van de omgevingsgesteldheid, waarbinkun-nen de analyse van de klank van bodemgereflecteerde scheepsgeluiden een voorname rol speelt. Een deel van de analyse betreft een globaal optimalisatieprobleem waarvan de oplossing wordt bepaald met metaheuristische zoekstrategie¨en.
132 Samenvatting
Experimentele data werd vergaard tijdens twee proeftochten op zee. Tijdens een kleinschalige REA campagne op de Saba bank in 2006, zijn scheepsgeluiden van Hr. Ms. Snellius opgenomen met een beperkt aantal ontvangers, welke waren opgesteld in een vertikale configuratie. Het resultaat van de geoakoestische inver-sie is zowel een nauwkeurige omschrijving als een onzekerheidsinschatting van een afstands-onafhankelijk model van een zanderige sedimentlaag over een onderbo-dem van kalkhoudend gesteente. De Battlespace Preparation experimenten van 2007 vonden plaats in de Middelandse Zee. Hier werd het eigen geluid van een
autonomous underwater vehicle (een onderwaterrobot) met succes gebruikt om de
positie van het platform te bepalen, samen met de samenstelling van het plaatse-lijke sediment dat bestond uit slibberige klei.
Voor een snelle oplossing van het globaal optimalisatieprobleem zijn de pres-taties van verscheidene metaheuristische optimalisatietechnieken bestudeerd. Er is aangetoond dat Ant Colony Optimization, optimalisatie naar analogie van een mierenkolonie, een capabele techniek is om een nauwkeurig geoakoestisch model te vinden, en eveneens dat de methode kan worden gebruikt om de onzekerhe-den in de oplossing te schatten. Dit proefschrift betwist claims dat bepaalde metaheuristieken bijzonder veel effici¨enter zijn dan andere methoden. Voor twee bestaande inversieproblemen is aangetoond dat het inregelen van een zoekstrategie zeker zo belangrijk is als het selecteren van de meest toepasselijke methodiek.
Een snelle geoakoestische inversie maakt een optimale operationele inzet mo-gelijk van actieve en passieve sonars in een gegeven oceanografische situatie. De beschreven technieken hebben verdere potentie bij het ontwerpen van geavanceerde sonarsystemen: inversie met scheepsgeluiden is een passieve methode om de bron locatie vast te stellen onder onzekere omgevingsgesteldheden.
