目錄 摘要I 致謝II 目錄III 表目錄VII 圖目錄IX 第一章 緒論01 1-1 研究動機01 1-2 文獻回顧01 第二章 相關理論03 2-1 理論海洋環境噪音03 2-2 船舶聲紋相關理論04 2-2-1 船舶聲紋量測相關振頻04 2-2-2 聲源級05 2-2-3 傳輸損失05 2-2-4 影像聲源法05 2-3 定位相關理論06 2-3-1 GPS定位原理06 2-3-2 DGPS理論07 2-3-3 麥卡托投影07 2-4 頻譜分析理論08 2-4-1 傅立葉轉換08 2-4-2 短時傅立葉轉換09 2-4-3 時頻能量守衡10 第三章 實驗設備與架構11 3-1 實驗儀器11 3-1-1 聲紋量測儀器11 3-1-2 DGPS衛星定位儀器11 3-1-3 輔助量測儀器11 3-2 實驗室模擬12 3-2-1 迴流與螺槳水槽聲紋量測12 3-2-2 拖航水槽聲紋量測13 3-3 現場實測13 3-3-1 安平港現場實測13 3-3-2 西子灣現場實測14 第四章 實驗結果與分析15 4-1 迴流與螺槳水槽聲紋量測15 4-1-1 迴流水槽結果分析15 4-1-2 螺槳水槽結果分析15 4-1-3 迴流與螺槳水槽聲紋量測結果討論15 4-2 拖航水槽聲紋量測16 4-2-1 自記式麥克風系統雜訊16 4-2-2 舷外機振動頻率16 4-2-3 小艇聲學頻譜16 4-2-4 小艇理論距離17 4-2-5 拖航水槽聲紋量測結果討論18 4-3 安平現場實測18 4-3-1 漁船運動測線18 4-3-2 漁船轉速18 4-3-3 漁船聲學頻譜18 4-3-4 漁船聲學補償19 4-3-5 安平現場實測結果討論20 4-4 西子灣現場實測20 4-4-1 水深對船舶輻射聲紋影響20 4-4-2 西子灣現場實測結果討論21 第五章 結論22 參考文獻63 自述64 表目錄 表2-1 WGS84 轉 TM6723 表3-1 B&K8104規格23 表3-2 DGPS規格24 表3-3 雷射測距儀24 表3-4 雷射轉速計24 表3-5 加速規25 表3-6 新慶財號25 表3-7 海環號26 表4-1 迴流水槽中不同螺槳轉速與水流速度下之聲學頻譜26 表4-2 螺槳水槽中不同螺槳轉速與水流速度下之加速度與聲學頻譜值比較27 表4-3 各狀態系統能量27 表4-4 舷外機振動頻譜與轉速計驗證28 表4-5 新慶財大軸與主機轉速28 表4-6 600rpm理論頻譜29 表4-7 900rpm理論頻譜30 表4-8 1200rpm理論頻譜31 表4-9 各狀態有效時間、距離31 圖目錄 圖2-1 海洋環境噪音分布32 圖2-2 船舶輻射噪音之種類與其頻域32 圖2-3 影像聲源法示意圖33 圖2-4 GPS衛星測距的空間後方交會33 圖2-5 麥卡托二度分帶示意圖34 圖3-1 B&K8104水下麥克風34 圖3-2 B&K8104身分證35 圖3-3 B&K2635類比放大器35 圖3-4 DAQ-6062E訊號擷取卡36 圖3-5 Labview70 聲紋紀錄程式36 圖3-6 自記式水下麥克風37 圖3-7 DGPS接收器37 圖3-8 Labview70定位接收程式38 圖3-9 DGPS驗證結果38 圖3-10 雷射測距儀39 圖3-11 雷射轉速計39 圖3-12 脈衝式轉速計40 圖3-13 加速規40 圖3-14 迴流水槽上視圖41 圖3-15 迴流水槽螺槳位置41 圖3-16 螺槳水槽上視圖42 圖3-17 銅質四葉螺槳42 圖3-18 拖航水槽43 圖3-19 二缸二衝程汽油舷外機43 圖3-20 橡皮艇44 圖3-21 安平遠洋漁港碼頭44 圖3-22 錨定塊45 圖4-1 迴流水槽中不同螺槳轉速與水流速度下之加速規與聲學頻譜圖45 圖4-2 螺槳水槽中不同螺槳轉速與水流速度下之加速規與聲學頻譜圖46 圖4-3 自記式麥克風系統雜訊46 圖4-4 自記式麥克風背景頻譜圖47 圖4-5 不同舷外機轉速之加速規頻譜47 圖4-6 舷外機時、頻域圖48 圖4-7 舷外機短時傅立葉頻譜圖48 圖4-8 前1000大頻譜訊號統計49 圖4-9 各時刻理論距離49 圖4-10 理論補償後之頻譜圖50 圖4-11 5~35秒理論直線距離50 圖4-12 5~35秒理論補償前之頻譜圖51 圖4-13 5~35秒理論補償後之頻譜圖51 圖4-14 安平遠洋漁港測線圖52 圖4-15 主機600rpm時域、頻譜圖52 圖4-16 主機600rpm頻譜圖53 圖4-17 主機600rpm、150Hz以下時域、頻譜圖53 圖4-18 主機600rpm、150Hz以下頻譜圖54 圖4-19 主機900rpm時域、頻譜圖54 圖4-20 主機900rpm頻譜圖55 圖4-21 主機900rpm、150Hz以下時域、頻譜圖55 圖4-22 主機900rpm、150Hz以下頻譜圖56 圖4-23 主機1200rpm時域、頻譜圖56 圖4-24 主機1200rpm頻譜圖57 圖4-25 主機1200rpm、150Hz以下時域、頻譜圖57 圖4-26 主機1200rpm、150Hz以下頻譜圖58 圖4-27 600rpm理論與DGPS距離比較58 圖4-28 900rpm理論與DGPS距離比較59 圖4-29 1200rpm理論與DGPS距離比較59 圖4-30 600rpm DGPS資訊補償60 圖4-31 600rpm 理論補償60 圖4-32 900rpm DGPS資訊補償60 圖4-33 900rpm 理論補償60 圖4-34 1200rpm DGPS資訊補償60 圖4-35 1200rpm 理論補償60 圖4-36 模擬西子灣等深、向離岸地形示意圖61 圖4-37 等深模擬62 圖4-38 向岸模擬62 圖4-39 離岸模擬62 圖4-40 等深實測62 圖4-41 向岸實測62 圖4-42 離岸實測62