准确测量船舶辐射噪声是评估舰船声隐身性的重要技术手段,也是指导治理海洋声污染的重要依据。相较于传统的船舶辐射噪声测量技术,在近海开展船舶辐射噪声测量具有时间和经济成本低、易于工程实现等优势。然而,在近海进行船舶辐射噪声测量会受到复杂声场环境带来的严峻挑战,即存在复杂浅海声传播引起的传播损失异常问题,测量精度较低。本文围绕上述问题,开展了浅海环境下船舶辐射噪声测量方法研究,深入研究了复杂浅海环境中声传播规律,并揭示了浅海声传播对船舶辐射噪声测量的影响机理,开展了针对浅海声传播损失异常得修正方法研究以及相应的测量不确定度分析工作,最后提出了浅海系泊复杂源辐射噪声近场测量方法,具体研究内容包括以下几个方面:1.复杂浅海声场高精度快速预报和声传播规律研究。针对复杂浅海环境中的声传播问题,以格林函数为基函数构造Helmholtz方程的全波解,提出了高精度快速预声场报方法。该方法分为四个部分,分别针对不同的应用场景:首先针对平整海底条件下由起伏海面引起的均匀海水介质中二维声散射现象,建立了基于等效源法（Equivalent Source Method,ESM）的海面声散射计算模型（ESM-based roughness scattering model,ESM-RSM）,该模型采用复虚源法快速计算均匀水-海底半空间格林函数,自适应满足与距离无关海底边界条件,实现了浅海中海面二维声散射场的准确、快速计算;随后,结合模态投影法和完美匹配层技术,推导出非均匀水-海底半空间格林函数,并将其代入到ESM-RSM解决了非均匀海水介质中海面二维声散射场计算问题;然后,针对海面、海底均任意起伏的二维声传播问题,建立了基于ESM的与距离有关声传播模型（ESM-based range-dependent propagation model,ESM-RPM）,该模型基于声场分离的思想,使用满足自由场格林函数的若干组等效源分别替代边界反射、透射场或海底位移场,并通过各分离场满足边界条件来完成未知源强的定解,实现了液态、弹性波导中与距离有关二维声传播的快速、准确计算;在此基础上,推导了基于模态投影法的非均匀自由空间格林函数,得到了非均匀海水介质中的ESM-RPM。最后,针对复杂浅海环境中的三维声传播问题,分别提出了三维Helmholtz-Kirchhoff积分法（Three-dimensional Helmholtz-Kirchhoff approximation,3D-HKA）和建立了预修正快速傅里叶变换（Pre-corrected Fast Fourier Transform,PFFT）加速等效源三维声传播模型（PFFT-accelerated ESM,PFFT-ESM）。其中,3D-HKA结合Kirchhoff近似和复虚源法,实现了平整海底浅海环境下由起伏海面引起的三维声散射场的快速计算;PFFT-ESM采用广义最小残差迭代求解器和PFFT大幅降低求解线性系统的计算复杂度,实现了海面、海底均任意起伏的浅海中三维全波场的快速计算,解决了传统基于Helmholtz方程的数值计算方法计算大尺度三维声传播时计算量过大的问题。2.复杂浅海环境中声传播对船舶辐射噪声测量的影响规律研究。针对复杂浅海环境下船舶辐射噪声测量易受多途干扰的问题,在所提出的声场高精度快速计算方法的基础上,进一步建立了浅海船舶辐射噪声测量理论模型,并给出浅海传播损失异常修正曲线。从测量和环境参数两个角度出发,重点分析了前述修正曲线随测量距离、测量水深、水听器阵列布放、海底底质、声速剖面、海面和海底粗糙度、风成气泡群、船舶尾迹以及剧烈起伏海底地形等因素的变化规律;并在此基础上建立了浅海传播损失异常修正曲线的经验模型;随后开展了相应的测量不确定度分析工作,研究了测量和环境参数对由复杂浅海声传播引起的船舶辐射噪声测量不确定度的影响,为评价浅海实船测量结果的准确性和可靠性提供理论依据。3.浅海系泊复杂源辐射噪声近场测量方法研究。针对浅海系泊复杂源辐射噪声测量问题,本文从自由场近场测量方法入手,采用ESM推导了近-远场转化表达式,进而提出了浅海系泊复杂源辐射噪声近场测量方法。该方法通过结合匹配测量环境的格林函数去除边界反射声近场干扰,实现了浅海环境下复杂源辐射噪声的高精度测量。通过数值仿真试验重点研究等效源配置、测点分布以及环境参数对测量结果的影响,为指导实际工程近场测量的实施提供理论支撑。为进一步提高测量效率,提出了基于压缩辐射模态法的近场测量方法。该方法基于等效源强密度的声辐射模态表达式,利用模态域的天然稀疏特性,并结合压缩感知技术,实现了在测点不足情况下测量精度的提高。4、浅海环境下船舶辐射噪声外场试验研究。外场试验一方面对小型渔船进行全面的辐射噪声测量和噪声评价,同时对本文所提出的浅海传播损失异常修正方法以及所发现测量不确定度规律的有效性进行了验证,为实船浅海测量提供技术支撑。