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利用浅海环境噪声进行海底特性反演一直是学者们研究的热门课题之一，当考虑两层海底时，由于待反演参数较多，基于传统遗传算法的反演策略往往使反演过程陷入局部最小值，从而无法找到全局最优解。针对两层海底的情况，计算得到了浅海环境噪声场空间相干性的表达式，并对传统遗传算法进行了改进，通过引进自适应交叉和变异算子以及能够保持种群多样性的小生境技术来提高反演算法的性能。通过数值仿真，验证了改进后的算法较传统算法能更好地收敛到真实值；并针对一次海试数据进行了海底特性反演，获得了较好的结果。