在海洋科学研究、水下通信导航及国防安全等众多领域，水下声场测量作为认知海洋声学环境、掌握声波传播规律的基础性手段，正发挥着日益关键的作用。海洋作为一个复杂多变的声波传播介质，其温度、盐度、深度及底质特性的时空变化，直接影响着声波的传播路径、能量衰减和信号畸变，而传统单点测量方式往往难以完整捕捉声场的时空分布特征，更无法满足对大范围、高精度、动态化声场信息的需求。针对这一挑战，我们打造了一套基于光纤传输与智能载具协同的水下声场测量综合解决方案，通过构建“移动采集-固定监测-高速回传-融合解译”的全链条技术体系，为海洋声学环境调查、水声装备性能评估及水下目标探测等应用提供精准可靠的数据支撑。
在数据采集层面，方案融合了多种测量手段的互补优势，一方面利用搭载温盐深仪、声速剖面仪及水听器阵列的AUV自主水下航行器，按照预设航线对大范围海域进行网格化走航式测量，高效获取海区水体的温盐深垂直剖面分布和声速场时空变化特征；另一方面针对关键海域和重点关注区域，布设基于光纤水听器的固定式声场监测阵列，实现对环境噪声、传播损失及声场起伏的长期连续观测，捕捉潮汐、内波等海洋动力过程对声场的影响。在数据传输层面，依托低损耗、抗干扰的特种光纤光缆，将AUV采集的实时测量数据以及固定阵列的长期监测数据高速回传至岸基数据处理中心，彻底解决深水环境下的数据回传瓶颈，使研究人员能够实时掌控测量进展并根据初步结果动态优化测量方案。在数据解译层面，结合先进的海洋声学建模软件和人工智能算法，对实测的声速剖面、底质参数及环境噪声数据进行同化处理和传播损失建模，构建高精度的区域声场预报模型，清晰揭示声波在复杂海洋环境中的传播规律和时空演变特征。这一方案可广泛应用于海洋声学环境基础调查，通过大范围移动测量与关键点长期监测相结合，系统掌握目标海域的声场统计特性和变化规律；在水声装备测试与评估领域，为声呐作用距离预报、水下通信链路预算及水声对抗器材效能考核提供精准的现场声场环境参数；在国防安全领域，支撑水下警戒系统优化布站、潜艇隐蔽作战水域选择及反潜探测能力评估；在海洋科学研究中，为海洋动力过程声学监测、海洋哺乳动物声学调查及海底地质声学特性研究提供基础数据支撑。
整体方案的核心优势在于实现了移动测量平台与固定监测网络的优势互补，打通了从声场数据获取到传播特性解译的完整技术链条，确保水下声场信息能够高效、精准地服务于各类应用需求，所有测量设备均采用高精度传感器和深海耐压设计，保障系统在复杂海洋环境下的长期可靠运行，并可根据不同海域特点和测量目标进行深度定制，真正为海洋声学认知和水下作业保障提供坚实可靠的技术支撑。
水下声场测量应用方案
针对典型海域水声传播特性研究需求，构建固定基阵与机动平台相结合的声场测量体系。在目标海域布设由光纤水听器构成的海底固定测量基阵，
实现对不同季节、不同水文条件下声传播损失的长期连续观测；同时利用搭载声源和水听器串的AUV进行走航式测量，获取声场在三维空间中的精
细分布特征。所有测量数据通过光纤实时回传，结合海洋环境参数进行声场反演分析，提取声速剖面、海底底质声学参数及混响特性等关键信道参
数，建立高精度的水声信道模型。
针对水下警戒系统论证阶段对目标海域声学环境的认知需求，开展系统性声场测量与探测效能评估。在拟布防区域布放分布式声场测量节点，连续
采集环境噪声、混响及目标模拟信号数据，全面掌握该海域的声学背景特性和传播条件；基于实测数据建立高保真度的声场仿真环境，对拟部署声
纳装备的作用距离、探测概率及虚警率进行定量评估，为警戒系统方案设计、阵位优化和装备选型提供科学依据。
针对新型声纳装备研制阶段的性能测试需求，提供专业的外场声场测量与校准服务。在专用测试海域布设高精度光纤水听器测量阵列，作为标准接
收系统对待测声纳的发射声源级、波束指向性、接收灵敏度等关键性能指标进行精确测量；同时利用同步授时技术，对待测声纳的时延估计精度和
多普勒测量精度进行标定。测量数据实时回传分析，生成完整的性能测试报告，支撑声纳装备的技术鉴定和质量控制。
针对海洋环境噪声特性研究及其对声纳探测影响评估的需求，构建长期连续的环境噪声测量网络。在重点海域布设低自噪声光纤水听器系统，对航
运噪声、风成噪声、生物噪声及冰下噪声等各类环境噪声进行长期连续记录；结合AIS船舶数据、气象水文资料及生物观测信息，对噪声源进行识
别和贡献量分析，建立环境噪声时空分布模型。监测数据可支撑声纳背景适应性设计、目标探测算法优化及海洋声学环境保护研究。
针对水下航行器、潜艇及水面船舶等目标的辐射噪声特性测量需求，提供高精度多节点同步测量能力。在目标经过的预定航路上布设三维立体测量基
阵，由海底固定水听器和垂直线列阵组成多角度接收系统，对目标通过时的辐射噪声进行全向采集；利用高精度时频同步技术，对所有接收节点的数
据进行相干处理，实现目标的精确测距、测向及辐射声源级定量分析。测量结果可支撑目标声学特征库建设、声隐身性能评估及水下探测算法研究。
针对浅海海域声传播复杂、边界影响显著的特点，提供浅海声场精细化测量服务。在近岸、岛礁及大陆架等浅水区域布设高密度测量阵列，结合海底
底质取样和地声参数原位测量，系统研究海底反射、海面散射及浅海声道形成机理；利用移动测量平台开展变深度声传播实验，获取不同收发深度条
件下的传播损失和脉冲扩展特性。测量成果可支撑浅海声纳装备优化、反潜作战辅助决策及近岸水下警戒系统建设。
针对深海声道轴、表面声道及会聚区等典型深海声传播现象的测量需求，提供深水大范围声场扫描能力。深水AUV搭载自容式水听器阵列和温盐深剖
面仪，沿设定剖面进行大深度范围的下潜上浮测量，同步获取声速剖面和声传播数据；在远程传播路径上布放深海着陆器式测量节点，接收远距离爆
炸声源或大功率声源发射的信号，清晰揭示会聚区的形成位置、增益特性及空间分布规律，支撑深海远程探测与通信系统设计。
针对极地冰盖覆盖海域的特殊声场环境，提供冰下水声场测量专用解决方案。耐低温AUV搭载水听器阵列和冰下导航系统，在冰架下方和冰间水道中
进行自主航行测量，获取冰下声速剖面、传播损失及环境噪声特性；冰基布放的垂直接收阵通过钻孔穿透冰层进入水体，实现长期连续观测。测量数
据可支撑极地水下警戒、冰下通信导航及极地声学研究，为人类认知和探索极地海洋环境提供先进技术手段。