近日，中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部，中国科学院空间激光信息传输与探测技术重点实验室研究团队和南方海洋科学与工程广东省重点实验室(广州)、中国电子科技集团公司第二十三研究所研究团队合作，利用大规模分集Φ-OTDR系统与悬浮声敏光缆实现了非合作船只的声纹与位置信息探测，相关研究成果以Voiceprint and position information detection of non-cooperative ship with Φ-OTDR and suspended sensitized optical cable为题发表于Optics Express。
目标探测对海洋安全、海洋生态等具有极其重要的意义。Φ-OTDR以其独特的大规模组网和灵活阵列重构等优点，近年来迅速发展成为一种新型水听器技术。目前，受限于微弱瑞利背向散射、光缆与水下介质的复杂耦合效应等难题，真实目标的声纹精细探测仍然面临诸多技术挑战。
研究团队利用大规模分集Φ-OTDR系统与悬浮声敏光缆实现非合作船只的声纹与位置信息探测。提出了50级多域大规模分集Φ-OTDR来抑制系统噪声的方案，利用声敏光缆的悬浮布设方式减少水底介质的耦合畸变影响，首次实现了有效的船只声纹信息获取和详细分析。此外，针对被动探测船只信息存在的定向波动问题，提出自适应相位差校正(APDC)方法对定向结果进行了优化，并在实际工作环境中验证了其可行性，实现了非合作船只的一维定位和二维定向。该成果提供了一种水下目标动态精确探测技术，可以为未来海洋安全防范、生态健康监测等提供重要的技术支撑。
相关研究得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、上海市科学技术委员会、上海市启明星计划、中国科学院青年创新促进协会以及上海市自然科学基金的支持。
图1 现场试验测试
图2 (a) 船舶信号谱线的强度分布 (b) 图(a)局部放大
