本文件规定了在指定操作条件下，进行船舶水下辐射噪声测量的通用测量系统、测量步骤和测量方法。本文件并不规定水下噪声限值或为其提供指南，也不阐述水下噪声对海洋生物的潜在影响。测量量值的结果以均方根声压级（SPL)给出，因此，可等同使用在船舶水下远场测得的声压级或SPL，并归一化至1 m距离处后，以1/3倍频程带宽给出的测量结果（见4.3)。本文件中，这些测量结果用“辐射噪声级”表示。声压级是在几何远场中进行测量的，然后归一化至1 m距离处，以便与相应的水下噪声限值进行比对。本文件适用于航行中的各种水面载人或无人船舶水下辐射噪声的测量，但不适用于潜艇或飞机。测量方法对船舶的大小没有固定的限制，但要求船舶航行速度不超过25.7 m/s（即50 kn)。测量方法对劳埃德镜像干涉效应起到了平滑作用，但并没有消除海底反射、海水折射与吸收等传播效应的影响。对这些效应，本文件没有给出特定的计算修正。本文件没有要求固定的测量地点，但对测量地点的选择提出了具体要求。本文件所述方法的预期用途有：与合同限值要求进行比对、同型船舶比较、线谱特征评估，以及研发。潜在用户包括政府机构、科考船运营商及商船船东。使用从这种确定船舶源级的测量方法获得的数据来开展远场噪声预报，例如满足大多数环境影响研究或创建水下噪声等值线图所需，需要额外的后处理。

ICS17.140.30
CCSZ32
中华人民共和国国家标准
GB/T41311.12022/ISO17208-1:2016声学
描述船舶水下噪声的量及其
测量方法
第1部分：用于比对目的的
深水精密测量要求
Acoustics-Quantitiesand proceduresfor description and measurement ofunderwatersoundfrom ships-Part1:Requirementsforprecisionmeasurements in deep water used for comparison purposes(IS017208-1:2016,Underwateracoustics—Quantitiesandproceduresfordescriptionandmeasurementofunderwatersoundfromships-Part 1:Requirements forprecision measurements in deep water used forcomparisonpurposes,IDT)
2022-03-09发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2022-10-01实施
规范性引用文件
术语和定义
仪器设备
水听器和信号调理
数据采集、记录、处理和显示
4.4距离测量
测量要求与测量过程
测量地点选择
海面状况
水听器布放
测试航线和船舶机动方式
测量步骤
后处理
概述，
背景噪声修正
灵敏度修正
距离归一化
水听器与航程联合后处理
测量不确定度
8报告示例
参考文献
GB/T41311.1—2022/ISO17208-1:2016I
GB/T41311.1—2022/ISO17208-1:2016本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件是GB/T41311《声学
描述船舶水下噪声的量及其测量方法》的第1部分。GB/T41311已经发布了以下部分：
一第1部分：用于比对目的的深水精密测量要求。本文件等同采用ISO17208-1：2016《水声描述船舶水下噪声的量及其测量方法第1部分：用
于比对目的的深水精密测量要求》。本文件做了下列最小限度的编辑性改动：修改了标准名称。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国科学院提出。
本文件由全国声学标准化技术委员会（SAC/TC17)归口。本文件起草单位：中国船舶科学研究中心、中国船舶重工集团公司第七一五研究所、中国科学院声学研究所、哈尔滨工程大学、中国舰船研究设计中心。本文件主要起草人：庞业珍、陈毅、吴文伟、莫喜平、莫世奇、马力、陈鸿洋、刘玉财、刘进、纪京召、孙玉东。
GB/T41311.1—2022/ISO17208-1:2016引言
本文件的制定，为船舶水下辐射噪声级的量化和鉴定提供了一种标准化的测量方法。该方法测量了某个特定位（波束）方向上一个扇区的平均值。它提高了被测航行船只噪声测量结果的一致性。本文件为用户提供了必要的测量方法，以便将船舶水下辐射噪声级与其他人制定的限值或合同规定值进行比对。
2000年以来，减少各种类型的船舶排放，尤其是压舱水和发动机排放，已成为人们关注的议题。本文件的制定，是为了响应国际社会对水下噪声及其对海洋动物影响而日益增长的关注。过高的水下噪声可能会影响海洋动物的导航、通信和寻找食物等各种关键生命功能的发挥。因此，目前在打桩、管道铺设和石油勘探等水下工程对环境影响的说明中增加了水下噪声影响的评估。本文件主要关注船舶水下辐射噪声的精密测量。描述船舶水下噪声的量及其测量方法内容较多，拟由两个部分组成。一一第1部分：用于比对目的的深水精密测量要求。目的在于规定在深水条件下进行船舶水下辐射噪声测量的通用测量系统、测量步骤和测量方法。一一第2部分：深水测量条件下的声源级确定。目的在于规定依据第1部分所要求的测量系统、测量步骤和测量方法在深水条件下中测量获得的辐射噪声级换算自由场单极子声源级的方法。IV
1范围
GB/T41311.1—2022/ISO17208-1:2016声学描述船舶水下噪声的量及其测量方法第1部分：用于比对目的的深水精密测量要求
本文件规定了在指定操作条件下，进行船舶水下辐射噪声测量的通用测量系统、测量步骤和测量方法。本文件并不规定水下噪声限值或为其提供指南，也不阐述水下噪声对海洋生物的潜在影响。测量量值的结果以均方根声压级（SPL）给出，因此，可等同使用在船舶水下远场测得的声压级或SPL，并归一化至1m距离处后，以1/3倍频程带宽给出的测量结果（见4.3）。本文件中，这些测量结果用“辐射噪声级”表示。声压级是在几何远场中进行测量的，然后归一化至1m距离处，以便与相应的水下噪声限值进行比对。
本文件适用于航行中的各种水面载人或无人船舶水下辐射噪声的测量，但不适用于潜艇或飞机。测量方法对船舶的大小没有固定的限制，但要求船舶航行速度不超过25.7m/s（即50kn）。测量方法对劳埃德镜像干涉效应起到了平滑作用，但并没有消除海底反射、海水折射与吸收等传播效应的影响。对这些效应，本文件没有给出特定的计算修正。本文件没有要求固定的测量地点，但对测量地点的选择提出了具体要求。本文件所述方法的预期用途有：与合同限值要求进行比对、同型船舶比较、线谱特征评估，以及研发。潜在用户包括政府机构、科考船运营商及商船船东。使用从这种确定船舶源级的测量方法获得的数据来开展远场噪声预报，例如满足大多数环境影响研究或创建水下噪声等值线图所需，需要额外的后处理。2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件，不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
ISO18405水声名词术语（Underwateracoustics—Terminology）IEC60565水声水听器0.01Hz～1MHz频率范围的校准（Underwateracoustics一Hydrophones-Calibrationinthefrequencyrangeo.o1Hzto1MHz)IEC61260电声学倍频程和分数倍频程滤波器（Electroacoustics—Octave-bandandfractionaloctave-band filters)
注：GB/T3241-2010电声学倍频程与分数倍频程滤波器（IEC61260：1995，MOD）3术语和定义
ISO18405界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1
背景噪声backgroundnoise
除被测量船舶之外所有（生物和非生物）噪声源产生的噪声，包括测量的自噪声。1
GB/T41311.1—2022/IS017208-1:20163.2
炫位beamaspect
垂直于被测船舶从船到船舰肿剖面任一侧的方向。注：感位指水听器相对于被测船舶的方位，通常用左舱或右魅方向表示。另一种微量方法是将水听器布置在龙骨下方进行测量。此时，水听器不放在海底或靠近海底的位置（本文件不涉及）。3.3
closestpointofapproachCPA
最近会遇点
次航行测试中，被测船舶参考点至水听器水平距离最近的点。注：被测船舶在最近会遇点到水听器的距离在式1)中以符号dcrA表示。3.4
开始测量
commence exercise;COMEX
starttestrangelocation
开始测量位置
位于数据开始记录位置之前，与其距离是数据开始记录位置位于最近会遇点之前距离至少2倍的被测船舶参考点位置。wwW.bzxz.Net
注，见图3.
datawindowangle
数据窗夹角
被测船舶参考点在数据采集开始位置和数据采集结束位置之间，朝向水听器的角度，注1：数据窗夹角以度数表示，见图3，注2：数据窗夹角的范围是士30°，3.6
数据窗长度
data windowlength,DWL
数据采集开始位置与数据采集结束位置之间的距离。注：数据窗长度用最近会点与式(1)中给出的士30°数据夹角之间的距离定义。3.7
数据窗时长
datawindowperiod;DWP
被测船舶以一定航速通过数据窗长度所经历的时间。注：见式(2)和图3.
数据采集结束位置
enddatalocation
数据采集结束时，被测船舶参考点所在的位置。注：数据采集结束位置是数据采集开始位置之后一个数据窗长度的位置。3.9
field calibration
现场校准
为了验证实际测量系统的合理（如在系统声明的不确定度范围内）响应，在测量系统的输人端（或其他位置）利用已知输入进行激励的校准方法，可能使用物理邀励（比如，经过校准和溯源的已知声或振动源）或者电输入（电荷或电压信号输入）。3.10
结束测量
finishexercise;FINEx
结束测量位置endtestrangelocation通过最近会遇点并与数据开始记录距离是最近会遇点与数据开始记录位置2倍的船舶参考点2
位置。
注：见图3。
frequencyresponse
频率响应
GB/T41311.1-2022/IS017208-1:2016对于给定的不确定度和重复性，系统能够测量从最低频率到最高规定频率的频率范围。3.12
几何远场
geometric far field
假定被测船舶是单点源，测量点与其水平距离调整至参考远场距离时，实际测量声压级与假想结果之间的差异小于1dB。
注：ISO18405中对声学远场的定义同样适用。3.13
水听器电缆漂移角hydrophonecabledriftangle水听器电缆固定支撑和水听器连线与垂直轴之间的夹角。3.14
插入电压校准
insertvoltagecalibration
在测量系统的输入端（或其他位置）输入经过校准和可溯源的已知电激励，测定该系统对此激励正常响应（在系统标明的测量不确定度和重复性范围内）的合理性。3.15
劳埃德表面镜像干涉效应Lloyd'smirrorsurfaceimagecoherenceeffects由自由（压力释放）表面引起的水下辐射噪声级的改变。注1：来自水面的镜像辐射对声源的直接辐射产生相消相长的影响。在本文件中，这些辐射被认为是声源辐射组成部分，使声场产生垂直指向性，因此需确定空间测点倾角。注2：本文件给定辐射噪声级中减小了劳埃德镜像干涉效应的影响，但并没有消除。3.16
Emeasurementrepeatability
测量重复性
在同一地点，利用同一测量设备在相同测量条件下进行的，对同一船舶在同一测量工况下进行连续测量得到的辐射噪声级所期望的离散性。注：测量重复性在1/3倍频程带宽上用分贝（dB)表示。3.17
测量系统
Emeasurementsystem
由一个或多个换能器、适调放大器、模数转换器和数字信号处理器及辅助设备组成的数据采集系统。
measurementuncertainty
测量不确定度
辐射噪声级测量值的期望离散性。注1：针对给定的测量方法（如时间平均、时间带宽乘积等），测量不确定度是在以1/3倍频程带宽上用分贝（dB)进行表示。
注2：见第7章。
omni-directionalhydrophone
无指向性水听器
在所有方向上对声波几乎具有基本相同响应的水下声压换能器，在其有效测量频率范围内，水平方向上的灵敏度变化不超过士2dB
GB/T41311.12022/IS017208-1:20163.20
船舶总长
overall shiplength
船舶最前端与最后端之间的纵向距离。3.21
辐射噪声级
radiatednoiselevel;RNL
以被测船舶参考点为声源位置的测量距离与该测量远场均方声压的乘积PRMs·d，相对参考距离和声压参考值的级。
注1：LRy=2log1o（prMs/pe+20log1o(d/d）dB注2：辐射噪声级以分贝（dB)表示。注3：参考声压p。为1μPa，参考距离d。为1m，辐射噪声级RNL的组合参考值pod。为1μPa·m。注4：辐射噪声级以Lr表示，单位为分贝（dB)，参考值为1μPa·m，取代之前的L，，单位为分贝（dB)，参考值为1Pa@lm，
注5：在远场，RNL值在水平和垂直方向都是变化的。本方法对水听器所在平面的声压进行了平均，同时对航侧竖直方向声压进行了平均。
root-mean-square sound pressurelevel均方根声压级
声压级soundpressurelevel;SPLL,
对指定参考值p。，用声压均方根值计算得到的声压级。注1L=20logi（prMs/pe）dB，式中paMs为均方根声压。注2：均方根声压级的单位为分贝（dB)。注3：在水声学中，均方根声压的参考值p。为1μPa。注4：应根据实际应用规定额率加权和时间加权。注5：均方根声压是一个场量（见ISO80000-3：2006中第3章和ISO80000-1：2009中附录C)。注6：在表示时不使用\RMSSPL”或均方根SPL\缩写表示，因为，根据习惯可能理解为“SPL的均方根值”，这与“均方根声压级”含义是不同的。3.23
船舶参考点shipreferencepoint确定距离时作为起点的船上某点。注1：在本文件中，船舶参考点位置横向位于船舶触线，纵向距船尾四分之一船舶总长，垂向位于海面高度。注2：船舶参考点的位置适用于所有频率。注3：船舶参考点可近似地视为船舶声中心位置。3.24
倾斜距离slantrange
被测船舶参考点与每个水听器的直线距离。3.25
声速剖面soundspeedprofile
海水声速沿深度方向的分布。
数据采集开始位置
startdatalocation
数据采集开始时，被测船舶参考点所在的位置。4
注：见图3.
测量场地
testsite
进行水下噪声测量的地方。
仪器设备
测量船舶水下辐射噪声，需要三种主要仪器或装置：水听器和信号调理器；
数据采集、记录、处理、显示系统；测距系统。
每种测量装置的详细要求及其对应的参数在表1给出。表1
测量参数
扩展测量不确定度（按1/3倍频程）测量重复性（按1/3倍频程）
频率范围，1/3倍频程下限频率
频率范围，1/3倍频程上限频率
水听器数量
水听器几何布置
水听器与船舶参考点连线与海面夹角最小水深
GB/T41311.1—2022/ISO17208-1:2016测量参数与要求
量值/数量
5dB(10Hz~100Hz频段带宽）
3dB(125Hz16000Hz频段带宽）
4dB（≥20000Hz频段带宽）
3dB(10Hz~100Hz额段带宽）
1dB(125Hz~16000Hz额段带宽）
1dB(≥20000Hz额段带宽）
1/3倍频程
最小取20000Hz，也可按需扩展到50000Hz（见4.3）3只
见图1
15°、30°、45”
大于150m或1.5倍船长
与最近会遇点（正横位置)的标称距离(CPA)最近会返点实际测量距离与标称距离的偏差最近会遇点距离测量的不确定度数据窗夹角（最近会退点前后）数据窗长度（m）
数据窗时长(s)
数据窗平均时间
各种船舶工况下最少航行次数
建议的试验天气/海况条件
大于100m或超过船长
-10%~+25%
≤10%
±30°
由式(1)确定，见图3
由式(2)确定，见图3
覆盖整个数据窗时长的采样时间共4次
其中，左航2次，右航2次
风速≤20kn（见5.3）
GB/T41311.1—2022/ISO17208-1:2016表1测量参数与要求（续）
测量参数
便携式水听器校准
固定式水听器校准
系统现场校准方法
辅助测量
4.2水听器和信号调理
量值/数量
每12个月进行一次实验室校准
每次测量前进行现场校准
安装前进行实验室校准
采用校准过的声源或标准水听器，每12个月校准一次每次测量前进行现场校准
插入电压校准
发动机轴转速，风速和风向（见第8章中其他测量值）就本文件的目的而言，水听器、水下电声传感器、水下麦克风可同义使用。在这里，包括水听器内部和外部的所有信号调理电子器件统称为水听器。对被测船舶进行测量的水听器应具有一定的灵敏度、带宽和动态范围，具体参数应满足表1中给出的值。本文件需要三个水听器，宜在10Hz20000Hz甚至更高的频段内无指向性，见表1。也可使用指向性水听器，只要在后处理时考虑指向性参数（见6.3）。水听器可或不必带有一体式电缆。但在开展试验时，所需的性能应以所使用的全部电缆长度时获得。当使用便携式水听器时，应依据IEC60565针对全部1/3倍频程带宽进行每12个月一次的实验室校准。当使用固定水听器（永久安装在水下）时，在安装前应依据IEC60565对其在全部工作频段进行实验室校准。固定水听器应利用一个已校准过的水下声源，采用比较法对其每12个月进行校准。也可将固定式水听器从水下取出，每12个月进行一次保养和实验室校准。水听器灵敏度和指向性精度应控制在士2dB以内。4.3数据采集、记录、处理和显示数据的采集、记录、处理和显示系统应能够稳定、精确地接收、记录、处理和显示水听器的数据。这些系统可以是磁带录音机、基于计算机的数据采集系统或硬件设备（如赖谱分析仪），或是这儿种设备的组合。数据采集系统宜满足奈奎斯特定律，并具有合适的采样频率和抗混叠滤波器。模拟系统或数字系统宜有适当的动态范围。所有频域平均应采用与数据窗时长（DWP）一致的线性采样方式（见6.1）。每只水听器的时域信号应同步采集和记录，三只水听器的采样精度也应相同。位置跟踪和时钟数据（见4.4）应与噪声数据同步记录，以实现跟踪再现和数据回放处理。按照IEC61260的要求，宽带信号处理应覆盖的1/3倍频程带宽范围为10Hz~20000Hz。在本文件中，二进制的（真正的1/3倍频程）能被认为等同于十进制的（在ISO18405中也称1/10倍频程）。如果对船舶噪声限值规范有特别要求（如ICESCRR-209），1/3倍频程带宽范围可扩展到50000Hz。4.4距离测量
距离测量系统应能够持续稳定地对测量水听器与被测船舶参考点之间的实际距离进行测量。对于海面悬吊的水听器，距离测量系统应测量水听器浮标在海面的位置与被测船舶参考点之间的水平距离。距离测量系统可采用多种测量方法[如光学、声学、卫星全球定位系统（GPS）、雷达］来获得所要求的测量精度。
对于锚置并悬浮于水下的水听器，距离测量系统应确定水听器上方海面位置（与电缆在海底的连接6
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