指南通知

为了贯彻国家创新驱动发展战略，推动水声领域基础研究和技术自主创新，发挥重点实验室“学科融合、协同合作”的发展目标，吸引更多、更好的行业人才到实验室工作与交流，培养拔尖创新水声人才，2023年度水声技术全国重点实验室稳定支持计划项目申报正式启动。本专项以开展前瞻性、探索性、创新性水声技术基础研究为主，兼顾应用基础研究、水声装备关键技术攻关等。

2023年度水声技术全国重点实验室项目申报指南具体如下：

题目一：UUV水下多模感知柔性电子皮肤研究

研究内容：针对UUV水下多模感知传感器体积大、灵敏度低、分辨能力差等问题，开展UUV水下多模感知柔性电子皮肤技术研究，重点突破海洋信息多模感知电子皮肤的设计、加工、制造等关键技术，最终研制具有海洋信息多模感知以及可与UUV共形安装的柔性电子皮肤，并开展水下试验测试。

技术指标：

（1）电子皮肤声场探测频率范围20Hz—10kHz，灵敏度优于-205dB(ref. 1V/uPa)；

（2）电子皮肤水下压力检测分辨率优于0.01kPa；

（3）电子皮肤水下温度感知分辨率优于1℃；

（4）电子皮肤可与UUV外壳柔性共形，总厚度≤20mm。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目二：压电MEMS水听器关键技术研究

研究内容：针对压电块材水听器体积大、一致性差、不易组阵等问题，开展压电MEMS水听器关键技术研究，探究MEMS水听器探测敏感机理，建立声压敏感单元及掺杂压电薄膜声压灵敏度分析模型，设计高灵敏MEMS水听器及微型湿端采集系统，并形成微型化可水下灵活布放的高性能水听器微系统样机，开展水下目标探测物典型验证。

技术指标：

（1）水听器声压灵敏度≥-185dB（参考：1V/μPa）(含40dB电路预放大)；

（2）水听器噪声分辨率≥60dB（参考：1μPa/√Hz）；

（3）水听器线性频率工作频段：10 Hz-20 kHz；

（4）信号采集速率：≥64kbps；

（5）功耗：≤3W。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目三：基于有源多芯光纤的水下流场监测技术研究

研究内容：针对水下流场监测动态范围小、测量精度低等问题，研究基于有源多芯光纤的水下流场监测技术，重点突破基于微结构多芯光纤的水下流场监测传感器构建方法、水下流场监测物理模型以及纤维集成器件调控方法等，并在此基础上设计基于纤维集成器件的分布式流场传感器水下成网布设方案。

技术指标：

（1）光纤应变分辨率：5×10-10 ε/√Hz@1Hz；

（2）应变动态范围：120 dB；

（3）流速分辨率：1×10-3 m/s；

（4）流速动态范围：100 dB；

（5）测量带宽：1 Hz~5 kHz。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目四：水下复杂环境下导流罩声学性能及内部信号分离技术研究

研究内容：针对水下潜航器艏部腔体结构通信与探测面临的“致盲”问题，开展水下复杂环境下导流罩声学性能及内部信号分离技术研究，构建流激振动及声辐射理论与数值求解模型，分析水下复杂环境下导流罩声学特性，设计新型导流罩内部隔声板结构，建立导流罩内部隔声板和导流罩振动与声传递数学物理计算模型，并研究导流罩内部信号分离新技术，实现导流罩声源定量识别和声场贡献度评估。

技术指标：

（1）新型导流罩内部隔声板结构：较传统导流罩隔声板隔声效果提升10%以上；

（2）导流罩内部隔声板和导流罩振动与声传递数学物理计算模型：计算结果与试验结果对比误差小于15%。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目五：面向水上物联网的无线数据与能量一体化传输技术研究

研究内容：针对水上物联网传感器设备数据上传速率低、寿命周期短等问题，开展面向水上物联网的无线数据与能量一体化传输技术研究，重点突破下行能量与上行数据传输机理、最优波束定向与覆盖机制、点对点最优资源分配算法、点对多最优轨迹设计等关键问题，最终建立水上物联网无线数据与能量传输一体化仿真模型。

技术指标：

（1）传感设备数据上传速率有效提升30%；

（2）全网传感设备最短所需服务时间有效降低30%。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目六：水下高速移动无人平台水声通信关键技术研究

研究内容：针对无人平台高速航行条件下水声通信链路性能严重蜕化的问题，开展水下高速移动无人平台水声通信关键技术研究，重点研究多普勒估计与补偿技术、水声通信干扰抑制技术、水声通信空间分集技术等，并通过样机研制以及高速水下无人平台湖上试验，完成水下高速移动无人平台水声通信试验。

技术指标：

无人平台高速运动条件下，水声通信性能达到以下要求：

（1）水声通信距离：≥2km；

（2）水声通信速率：≥50bps；

（3）通信误码率：≤10-3；

（4）水声通信抗多普勒能力：≥20kn。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目七：极地冰下高谱效高可靠水声通信技术研究

研究内容：针对极地冰下高谱效高可靠水声通信需求，开展极地冰下水声通信关键技术攻关，挖掘典型水文环境下的极地冰下声传播机理，构建基于测量数据与声学物理传播特征的极地冰下水声信道模型，进一步提出适配冰下水声信道的高谱效高能效通信理论与技术，并通过试验数据对上述内容进行验证。

技术指标：

（1）冰下10km距离通信速率≥2kbps；

（2）冰下通信误码率≤10-3。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目八：水声感知通信一体化中自适应传输技术研究

研究内容：针对水声感知通信一体化技术的环境适应性差问题，研究水声感知通信一体化自适应传输技术，构建具有自适应、高吞吐量的一体化发送信号模型，以及感知范围动态可调、降低复杂度的接收信号处理模型，进而研究基于感知参数下界与误码率关系的优化系统设计方法。

技术指标：

（1）数据速率50bps-2kbps；

（2）通信误码率≤10-3。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目九：基于机器学习的水声调制解调及信道编译码技术研究

研究内容：针对水声信道的时变、空变特性对信号传输的影响，研究基于机器学习的水声调制解调及信道编译码技术，构建基于机器学习的信道估计、信号检测以及信道译码的接收机理论与仿真模型，以及基于机器学习的联合发射端编码/调制和接收端译码/解调的水声通信系统的理论与仿真模型，并开展水池试验验证。

技术指标：

（1）编码效率：≥85%；

（2）纠错率：≥90%；

（3）误码率：≤10-4。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目十：基于分布式观测的水下目标高稳健被动跟踪关键技术研究

研究内容：针对水下目标被动观测存在的可观测性低、稳健性差等问题，开展基于分布式观测的水下目标高稳健被动跟踪关键技术研究，重点研究面向观测模型强非线性、观测强不确定等不良观测条件下的水下目标高稳健跟踪算法，并构建基于水下目标跟踪“时—空—精度”一体化的分布式观测节点实时智能选择优化策略，以期为水下目标高稳健被动跟踪提供解决方案。

技术指标：

（1）不良观测条件下，相比传统跟踪算法跟踪精度提升30%；

（2）不良观测条件下，能够在300s内实现水下目标稳定跟踪。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目十一：基于合成孔径雷达的水下目标被动探测技术

研究内容：针对复杂海况条件的水下动目标探测问题，研究基于合成孔径雷达的水下目标被动探测技术，构建基于SAR图像的目标尾迹成像模型，重点突破缺少先验知识/实测数据条件下的多参数目标尾迹探测及复杂海况下全海域尾迹探测等关键技术，为复杂海况环境下水下动目标探测提供新的技术手段。

技术指标：

（1）水下目标潜深5m、航速不超过20节工况条件下，漏检率、误检率不超过5%；

（2）水下目标潜深10m、航速不超过20节工况条件下，漏检率、误检率不超过15%；

（3）水下目标潜深15m、航速不超过20节工况条件下，漏检率、误检率不超过25%。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目十二：大型水听器列阵重复展收机构动力学分析与结构强化

研究内容：针对大型水听器阵列展收过程稳定性及长期扰动下可展结构力学性能退化问题，开展大型水听器列阵重复展收机构动力学分析与结构强化技术研究，构建水下重复展收机构不确定性刚-柔耦合动力学模型，挖掘水听器列阵重复展开、锁定及收拢过程的动态特性，探索长期水下环境中大型重复展收机构的结构强化方法，并开展展开尺寸不小于2m的重复展收机构单臂扩展样机水池试验。

技术指标：

（1）展收机构重复展开误差≤2mm；

（2）展开臂振动幅值≤5mm。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目十三：声呐虚拟试验大规模过程数据管理方法研究

研究内容：针对传统数据管理系统存在的过程数据存储量小、支持单矩阵维度低等问题，开展面向声呐虚拟试验的大规模过程数据管理方法研究，建立声呐虚拟试验矩阵/时序数据管理模型，研究声呐虚拟试验过程数据的高效查询与索引技术，最终形成过程数据存储量大、支持单矩阵维度高的声呐虚拟试验过程数据管理系统。

技术指标：

（1）过程数据存储量级：TB级；

（2）支持单矩阵维度：≥10万列。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目十四：机动目标水声信号调制特征提取及状态辨识技术

研究内容：针对舰船辐射噪声平稳特征减弱给水下目标检测和辨识带来的难题，开展机动目标水声信号调制特征提取及状态辨识技术，建立机动目标水声信号模型，探究机动目标调制特征的表征规律，研究参数时变条件下宽带调制信号解调技术及结构化弱特征轨迹提取技术，最终建立一套适应机动目标水声信号调制的特征提取与状态辨识方法，为水下弱目标的检测和辨识提供有效途径。

技术指标：

（1）具有对机动目标的调制线谱轨迹跟踪和机动状态辨识能力；

（2）在调制特征存在的条件下，目标机动状态判断准确率不低于80%。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目十五：基于稀疏优化理论的水下无人集群目标探测方法研究

研究内容：针对水下无人集群目标探测存在的主动平台隐蔽性差、多平台声互扰严重、目标回波参数估计精度不足等问题，研究基于稀疏优化理论的水下无人集群目标探测方法研究，重点研究基于稀疏模型的发射波形设计、回波辨识和参数估计方法，为实现水下无人集群的隐蔽、稳健探测提供技术支撑。

技术指标：

（1）实现3种海洋哺乳动物叫声的仿生发射波形设计；

（2）水下无人集群多源目标回波信号辨识正确率≥90%；

（3）水下目标时延估计误差≤10ms，速度误差估计≤1m/s。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目十六：极冰下海洋环境噪声的海底底质参数方法反演理论研究

研究内容：针对极地海洋观测难度大、效率低、精度差等问题，研究极冰下海洋环境噪声的海底底质参数方法反演理论，揭示典型区海洋多源环境噪声特征以及极冰下环境噪声传播特征与规律，构建极地与深海典型海域的噪声源模型，明晰极地冰层和底质参数对噪声场空间特性的影响机理，进而形成一套基于多源环境噪声的地声参数反演方法，为极地科学研究提供技术支撑。

技术指标：

（1）环境噪声类型：≥3类；

（2）环境噪声场计算模型：实现至少包括冰层海面、极冰水文、复杂地声环境下的声场计算；

（3）反演地声参数类型：至少包括声速、密度和衰减系数3类；

（4）地声参数反演方法理论精度：误差≤10%。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目十七：水下运动目标流场及非线性声场数值计算方法

研究内容：针对传统水下运动目标流场及声场计算方法精度差、运算效率低等问题，开展水下运动目标流场及非线性声场数值计算方法研究，重点研究近场流场及非线性声场计算方法、水下目标流场及非线性声场远场计算方法以及相关的并行快速计算方法，最终建立一套水下目标流场及非线性声场数值仿真方法，并获得水下运动目标流场及非线性声场变化规律。

技术指标：

（1）水下目标流场及非线性声场数值仿真方法：数值仿真结果与实验数据对比，误差小于30%；改良数值方法，使之适用于并行计算，提升30%的计算效率；

（2）水下运动目标流场及非线性声场变化规律：数值仿真结果与实验数据对比，误差小于30%。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

题目十八：复杂时变浅海声场建模及声传播特性研究、

研究内容：针对复杂浅海环境中声信号畸变严重、特征混叠等问题，开展复杂时变浅海声场建模及声传播特性研究，具体内容包括：研究水平分层浅海环境下简正模态本征值的快速算法，揭示截止频率附近简正模态的传播特性以及声场连续谱和渐消谱特征随海洋环境参数的变化规律；建立浅海声传播三维全波场模型，揭示粗糙海面、内波扰动以及剧变海底对声传播的影响机理；构建复杂浅海环境下随时空起伏变化的四维声传播模型；掌握复杂时变浅海信道对声波的调制机理，为浅海水下目标探测与识别提供物理基础。

技术指标：

（1）计算精度参考有限元数值解误差不超过3dB；

（2）计算结果包含：水平折射、水平衍射、反向散射以及水平模态耦合等不少于4种三维声传播效应；

（3）模型计算最大范围不小于200倍波长×50倍波长；最大深度不小于6倍波长。

（4）浅海声传播计算软件1套；

（5）水下声传播实验系统1套。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费30-50万元。

题目十九：水下声学监测布放方案智能分析规划技术研究

研究内容：针对水下声学监测多节点布放存在监测覆盖面积利用率低、定位精度误差的问题，开展水下声学监测布放方案智能分析规划技术研究，建立一套布放方案智能寻优模型，设计相对高效、较优覆盖面积、较小定位误差的布放方案，并形成水下声学监测布放智能分析规划系统。

技术指标：

（1）布放方案算法优化时间≤300s；

（2）布放方案优化算法支持至少3种类型的水声监测节点；

（3）布放方案优化算法≥2种；

（4）优化算法性能优于量子行为粒子群算法，标准差小于10e-2；

（5）水下声学监测平台1套。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费30-50万元。

题目二十：矢量传感器甚低频测试技术及装置研究

研究内容：针对矢量传感器甚低频电声性能难以准确测量及表征的问题，开展矢量传感器甚低频测试技术及装置研究，研制甚低频校准声管，包括：声发射系统、接收处理系统、升降和旋转系统等，开发电声参数测量控制软件，完成声压灵敏度和指向性图自动测量、数据保存和报告生成等功能，以满足5Hz～1000Hz的矢量传感器电声参数校准需求。

技术指标：

（1）测量频率范围：5Hz～1000Hz；

（2）测量信噪比：不低于20dB@10Hz；

（3）声管内径：不小于450mm；

（4）声管高度：不低于700mm；

（5）旋转控制精度：小于等于0.1°；

（6）升降控制精度：小于等于1 mm；

（7）声场不均匀性：测量区域内不高于±2dB@100Hz；

（8）电声参数测量控制软件1套，具有声压灵敏度和指向性图自动测量、原始数据保存和报告生成功能。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费30-50万元。

题目二十一：水下声学探测技术发展战略研究

研究内容：针对我国水下探测面临的困境，系统梳理我国水下声学探测技术现实需求、装备现状、使用存在的问题以及发展瓶颈等，了解国外相关技术的发展情况，系统分析并提出我国水下声学探测技术创新发展的路径、技术体系、措施建议等，为水下声学探测技术创新研究提供决策支撑。

技术指标：

（1）调研报告2份，关于我国水下声学探测技术的需求、现状、问题与瓶颈，以及国内外差距；

（2）研究报告1份，关于我国水下声学探测技术创新发展战略；

（3）专家建议1份，关于提高我国水下声学探测技术水平的建议。

申报要求：申报本题目需包含上述所有研究内容及技术指标；拟支持经费20-30万元。

请申请人于2023年6月19日前将申请书交到水声技术全国重点实验室管理办公室。

联系人：姜老师、宋老师

联系电话：0451-82518584