聲納偵測距離的不確定性分析

四、本次研究跳脫以往須兼顧因數據不足之下層輸入端而以參數研究之設計與全程 處理方式改以引用 ASORPS 之數據逕行專注上層分析，除降低極大之不確定性外 亦令分析模型與處理過程更形簡易、結果可信度提升。

3.8 子計畫五：聲納偵測參數可靠度分析

3.8.1 研究目的

台灣周邊海域海洋環境複雜，不論在時間及空間上均時時在變動的，聲納系 統在此多變的海洋中，亦會影響其水下偵測效能，在反潛應用中是以聲納方程式 做為偵測效能評估的依據，其各項參數與海洋環境有密切關係，要瞭解水下偵測 效能之優劣，就必須針對各項水下偵測參數進行分析研究，以掌握其影響偵測效 能之程度。

本年度計畫重點在分析、量化台灣周邊海域海洋環境之不確定性

(uncertainty)，並估算其在聲場計算時所產生之影響，以進行聲納效能評估結果之 可靠性分析。

3.8.2 聲納偵測距離的不確定性分析

在本年度的分析中，假設一水面艦於艦艏處裝置一具主動聲納，其聲納深度 為 10 公尺，依據圖 3-18 之計算格點位置，實施全向性拍發，由於各點的水文狀 況及地形剖面均不相同，故進行八方位計算，每一方位之計算均採獨立之地形剖 面，所獲得之偵測距離，以色標顯示其遠近。此外，單一方位上如有兩個以上偵 測距離，則取其平均值作為該點之偵測距離。

依據海科中心海底地形及 GDEM 之水文資料範圍，在空間上的分析範圍為 經度 117 度～125 度，緯度 19 度～25 度，以每 15 分之經緯線格點進行每一格點 八個不同方位的聲納偵測距離計算，進行不同季節的計算。

圖 3-18 計算格點（15 分經緯度間隔）示意圖

在淺水海域中，傳遞聲波能量的波導（waveguide）厚度較小，較易受到地形 起伏變動的影響，相對於深水海域其波導厚度較大，地形起伏的影響作用則較 小，故聲波在淺水海域水層中傳遞時，極易受到地形變動影響。所以，針對單一 定點來說，聲納聲波能量向四面八方發送，雖然聲速剖面是一致的，但不同傳遞 方位的地形起伏卻會有差異，使得聲納在不同方位的偵測距離亦有所差異，故在 淺水海域或地形變化複雜海域之聲納偵測距離變動性較大。

冬季

自冬季 1 月份開始如圖 3-19，由於海水表面溫度較低，較容易形成層次深度，

使得聲納偵測效能普遍較佳，隨著季節轉向春季，海水溫度漸漸升高，聲納偵測 距離漸漸縮短，整個區域來說，由台灣西南海域開始變化，這是由於東北季風減 弱，海水溫度較高的南海暖流及黑潮支流開始有機會流入台灣海峽。

春季

到了 3～4 月份春季，台灣東部近海海域之偵測距離已逐漸縮短（顯示藍色 部分）如圖 3-20，這是受到黑潮的影響。黑潮向北流，於東北海域受到東海大陸 盆與琉球島弧影響，使得黑潮沿著沖繩海槽向東北流動，由 3～4 月份的偵測距 離分佈可約略看出。

夏季

隨著季節轉換表面海水溫度升高，於 5～8 月份時已無層次深度作用，台灣 週邊海域除了淺水區域受到海底反彈影響，大部分已被藍色所覆蓋（偵測距離在 5km 以下），聲納的偵測效能不佳，如圖 3-21 所示。在南方的呂宋島弧及東北方 的琉球島弧，受到特殊地形造成聲波反射影響，在特定位置之部分方位，有較佳 的偵測效能。至於在淺水區海域，受到海底反彈的影響，普遍有較佳的偵測效能。

惟在淺海水域，混雜回音（混響）現象亦會影響聲納偵測，惟在本次計算中，暫 未列入。

秋季

到了秋季節，氣溫轉涼，整體偵測效能分佈又逐漸被黃、綠色所覆蓋，表示 聲納有較佳的偵測效能，如圖 3-22。

圖 3-19 台灣週邊冬季主動聲納偵測距離分佈圖

圖 3-20 台灣週邊春季主動聲納偵測距離分佈圖

圖 3-21 台灣週邊夏季主動聲納偵測距離分佈圖

圖 3-22 台灣週邊秋季主動聲納偵測距離分佈圖