深海声源深度估计一直是水声学研究的热点问题之一。目前深海直达声区深度估计方法主要有匹配场、匹配多途到达结构特征等方法。匹配场方法直接将接收声场与模型计算的拷贝场进行匹配，拷贝场计算和声场匹配过程计算量大。在深海大深度接收下，由于直达波和海面反射波的干涉，接收声场强度在频率、声源到达角和声源深度三个维度上呈现强弱变化的周期性特征。匹配多途到达结构特征的定位方法就是将从接收声场中提取的多途到达角、多途到达时延/频域干涉周期等特征，与模型计算的到达结构特征进行匹配。与匹配场方法相比，该类方法计算量较小，对环境失配的宽容性较好。近十年来国内外学者开展了大量的相关研究工作，但是多数方法对声源辐射信号带宽有一定的要求，不适用于窄带线谱声源。
针对窄带线谱声源深度估计问题，理论推导了适用于深海垂直阵的多途到达时延及到达角域干涉结构快速计算公式，可以准确的预报多途到达时延、频域及到达角域干涉结构。通过将垂直阵空间功率谱估计获得的实测到达角域干涉结构与快速计算公式预报的不同假设声源深度下的到达角域干涉结构进行匹配，实现了窄带线谱声源的深度估计。应用于“实验1”科考船在南海海上试验中拖曳声源发射的线谱信号，可准确估计拖曳声源的深度。该声源深度估计方法计算量小，功耗低，有望提高垂直阵潜标系统水下工作时长。
（左）海上试验中97.5 Hz线谱信号空间功率谱估计结果；（右）波束输出历程图
（左）快速公式计算的到达角域声场干涉结构与实测干涉结构对比；（右）声源深度估计结果
