JPH06118169A - Acoustic position measuring device - Google Patents

Acoustic position measuring device

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Publication number
JPH06118169A
JPH06118169A JP26485092A JP26485092A JPH06118169A JP H06118169 A JPH06118169 A JP H06118169A JP 26485092 A JP26485092 A JP 26485092A JP 26485092 A JP26485092 A JP 26485092A JP H06118169 A JPH06118169 A JP H06118169A
Authority
JP
Japan
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receiver
wave
acoustic
receiver array
sound
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP26485092A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Taizo Kato
泰三 加藤
秀幸 ▲高▼橋
Hideyuki Takahashi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
OKI SHISUTETSUKU TOKAI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
OKI SHISUTETSUKU TOKAI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by OKI SHISUTETSUKU TOKAI KK, Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical OKI SHISUTETSUKU TOKAI KK
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an acoustic position measuring device which can measure the accurate arrival direction of a sound source by obtaining an acoustic receiver spacing accurately and can perform an accurate acoustic position measurement. CONSTITUTION:An SSBL acoustic position measuring device consists of a receiver 3 and a receiver array 4 which are placed in a cruising body 16 and a transponder 2 and is provided with sound speed measuring means 10-15 for measuring the sound speed close to the receiver array 4 and a means 7 for measuring the azimuth angle of a sound source by compensating receiver spacing according to the sound speed. The sound speed measuring means 10-15 send waves from one element of the receiver array 4 and obtain the sound speed around the receiver by the propagation time among other elements of the receiver array 4.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、音響測位装置の位相差
補正に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to phase difference correction of an acoustic positioning device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の音響測位について図4の従来の音
響測位装置の構成図によって説明する。図において、1
は水中、2は海底に設置されたトランスポンダ、3は送
波器、4は受波器アレイ、5はSupper Shor
t Base Line(以下、「SSBL」とい
う。)受信機、6は送信機、7は演算制御部、8は表示
器、9は基準時計、16は航走体、20は温度センサ、
21はアナログ・デジタル変換器である。
2. Description of the Related Art Conventional acoustic positioning will be described with reference to the configuration diagram of the conventional acoustic positioning apparatus shown in FIG. In the figure, 1
Is underwater, 2 is a transponder installed on the seabed, 3 is a wave transmitter, 4 is a wave receiver array, and 5 is a Super Short.
t Base Line (hereinafter referred to as "SSBL") receiver, 6 is a transmitter, 7 is an arithmetic control unit, 8 is an indicator, 9 is a reference clock, 16 is a running body, 20 is a temperature sensor,
21 is an analog / digital converter.

【0003】前記の構成による従来の音響測位装置の動
作について説明する。送信機6は、航走体16内部の基
準時計9からの入力信号に従って演算制御部7からある
基準時間から一定周期ごとに繰り返し送信指令を受け、
その送信指令を送波器3に送信する。送波器3は、前記
送信機6の送信指令に応じて水中1に超音波パルスを送
信する。この超音波パルスがトランスポンダ2への音響
質問信号となる。
The operation of the conventional acoustic positioning device having the above configuration will be described. The transmitter 6 receives a transmission command from the arithmetic and control unit 7 repeatedly at regular intervals from a certain reference time in accordance with an input signal from the reference clock 9 inside the running body 16,
The transmission command is transmitted to the wave transmitter 3. The wave transmitter 3 transmits an ultrasonic pulse to the underwater 1 in response to a transmission command from the transmitter 6. This ultrasonic pulse serves as an acoustic interrogation signal to the transponder 2.

【0004】トランスポンダ2は、音響質問信号を受波
すると周波数f1 (例えば、f1 =15kHz)の音響
応答信号を送信する。トランスポンダ2から送信された
音響応答信号は、航走体16の受波器アレイ4により受
波され、電気信号に変換された後に航走体用SSBL受
信機5によって受信される。航走体用SSBL受信機5
は、演算制御部7が送信指令を出力してからトランスポ
ンダ2の応答信号が検出されるまでの時間(すなわち、
超音波パルスが往復する伝搬時間)を計時することによ
って、航走体16とトランスポンダ2との間の直距離
(一般にスラントレンジと呼ばれる。)を計測する。
When receiving the acoustic interrogation signal, the transponder 2 transmits an acoustic response signal having a frequency f 1 (for example, f 1 = 15 kHz). The acoustic response signal transmitted from the transponder 2 is received by the wave receiver array 4 of the running body 16, converted into an electric signal, and then received by the running body SSBL receiver 5. SSBL receiver 5 for aircraft
Is the time from when the arithmetic control unit 7 outputs the transmission command until the response signal of the transponder 2 is detected (that is,
The direct distance (generally called the slant range) between the running body 16 and the transponder 2 is measured by measuring the propagation time of the ultrasonic pulse reciprocating.

【0005】すなわち、航走体用SSBL受信機5はト
ランスポンダ2から送信された周波数f1 の応答信号を
受信し、その直距離を計測する。一方、前記受波器アレ
イ4は基本的には二つの受波素子で構成され、その二つ
の受波素子の受波信号によって音源の方位を検出する。
つまり、受波素子を二つ分離して設置し、その受波素子
の受波する信号の位相差を測定することによって、音波
の到来方向を測定するものであり、その方位測定の信号
処理は航走体用SSBL受信機5において行なわれる。
That is, the SSBL receiver 5 for a vehicle receives the response signal of the frequency f 1 transmitted from the transponder 2 and measures its direct distance. On the other hand, the wave receiver array 4 is basically composed of two wave receiving elements, and the direction of the sound source is detected by the wave reception signals of the two wave receiving elements.
In other words, the wave-receiving element is separated and installed, and the arrival direction of the sound wave is measured by measuring the phase difference between the signals received by the wave-receiving element. It is performed in the SSBL receiver 5 for a vehicle.

【0006】通常、受波器アレイ4は二つの受波素子群
を直角に並べることによって直角方向の方位を測定する
ことができ、その場合には受波素子を4個使用すること
によって構成する。また、前記4個の受波素子におい
て、真中の受波素子を共通とするとことによって3個の
受波素子によって構成することもできる。受波素子にお
いて受波する信号の位相差を測定する場合、受波器の音
響的間隔によってその位相差も変化する。そこで、受波
器の音響的間隔の変化は水中1の音速に依存する量であ
るため、位相差を測定に際して水中1の音速が必要とな
る。また、音速は水温によって変化するので、受波器の
周辺の温度を測定し温度と音速との関係から計算により
求めている。
Usually, the wave receiver array 4 can measure the azimuth in the right-angle direction by arranging two wave-receiving element groups at right angles, and in that case, it is constructed by using four wave-receiving elements. . Further, in the four wave-receiving elements, the middle wave-receiving element can be shared, so that the wave-receiving element can be configured by three wave-receiving elements. When measuring the phase difference between the signals received by the wave receiving element, the phase difference also changes depending on the acoustic spacing of the wave receiver. Therefore, since the change in the acoustic interval of the wave receiver is an amount that depends on the speed of sound in water 1, the speed of sound in water 1 is required when measuring the phase difference. Also, since the speed of sound changes depending on the water temperature, the temperature around the wave receiver is measured and calculated from the relationship between the temperature and the speed of sound.

【0007】そこで、従来、温度による補償を行なうた
めに受波器アレイ4の周辺の温度を温度センサ10で測
定し、該温度データをアナログ・デジタル変換器でデジ
タル信号に変換して演算制御部7に入力し、演算によっ
て音速に変換している。これによって得られる音速によ
って受波器間の距離を補正して真の音響的な受波器間隔
を求め、その受波器間隔を基にして位相差から真の音波
の到来方向を測定している。
Therefore, conventionally, in order to perform compensation by temperature, the temperature around the receiver array 4 is measured by the temperature sensor 10, and the temperature data is converted into a digital signal by an analog / digital converter to perform calculation control. It is input to 7, and is converted into sound velocity by calculation. The true acoustic wave interval is calculated by correcting the distance between the wave receivers by the speed of sound obtained by this, and the true sound wave arrival direction is measured from the phase difference based on the wave receiver interval. There is.

【0008】直距離と方位角を測定することによって、
トランスポンダ2の位置を測定することができる。得ら
れた直距離及び方位角は演算制御部7に入力し、X,
Y,Z座標に変換し表示器8で表示している。
By measuring the direct distance and the azimuth angle,
The position of the transponder 2 can be measured. The obtained direct distance and azimuth angle are input to the calculation control unit 7, and X,
It is converted into Y and Z coordinates and displayed on the display unit 8.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記構
成の音響測位装置においては以下の問題点を有してい
る。 (1)温度による位相差の補正によっては正確な音源の
到来方向を求めることができず、正確な測位を行なうこ
とができない。
However, the acoustic positioning device having the above structure has the following problems. (1) An accurate direction of arrival of a sound source cannot be obtained by correcting the phase difference due to temperature, and accurate positioning cannot be performed.

【0010】つまり、音速の要素としては水温の他に圧
力があり、前記水温に応じて変化するとともに圧力によ
っても変化するため、温度のみのでは充分な補正を行な
うことができない。例えば、受波器アレイが水深の浅い
場所に設置された場合には、圧力の影響は少なく水温だ
けの補正で充分に実用的な音速を得ることができるが、
深い場所に設置された場合には、圧力が音速に及ぼす影
響は大きくなり、正確な音速を求めることができない。
That is, there is pressure in addition to the water temperature as an element of the speed of sound, and it changes depending on the water temperature and also changes depending on the pressure. Therefore, sufficient correction cannot be performed only by the temperature. For example, if the receiver array is installed at a shallow water depth, the effect of pressure is small and correction of only the water temperature can provide a sufficiently practical sound velocity.
When installed in a deep place, the influence of pressure on the speed of sound becomes large, and an accurate speed of sound cannot be obtained.

【0011】したがって、音響的な受波器間隔を正確に
求めることができず、正確な位相差の補正ができない。
そのため、正確な音源の到来方位が求められないという
欠点を持っている。本発明は、以上述べた従来の音響測
位装置の問題点を解決して、音響的な受波素子間隔を正
確に求めることによって正確な音源の到来方位を求めて
正確な音響測位を行なうことができる音響測位装置を提
供することを目的とする。
Therefore, the acoustic receiver spacing cannot be accurately obtained, and the correct phase difference cannot be corrected.
Therefore, it has a drawback that an accurate arrival direction of a sound source cannot be obtained. The present invention solves the problems of the conventional acoustic positioning device described above, and accurately obtains the arrival direction of a sound source by accurately obtaining the acoustic wave receiving element spacing, thereby performing accurate acoustic positioning. It is an object to provide an acoustic positioning device that can perform.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明の音響測位装置においては、航走体に設置さ
れる送波器及び受波器アレイ並びにトランスポンダとか
らなるSSBL音響測位装置において、受波器アレイの
近傍の音速を測定する音速測定手段と、音速によって受
波器アレイの間隔を補正して音源の方位角を測定する手
段とを有するものであり、音速測定手段は、受波器アレ
イの一素子を送波手段とし、送波手段と記受波器アレイ
の他の素子の間の伝播時間によって受波器周辺の音速を
求めるものである。
In order to achieve the above-mentioned object, in an acoustic positioning system of the present invention, an SSBL acoustic positioning system comprising a transmitter and a receiver array and a transponder installed on a vehicle. In, the sound velocity measuring means for measuring the speed of sound in the vicinity of the receiver array, and means for measuring the azimuth angle of the sound source by correcting the interval of the receiver array by the speed of sound, the sound speed measuring means, One element of the wave receiver array is used as a wave transmitting means, and the speed of sound around the wave receiver is obtained by the propagation time between the wave transmitting means and another element of the wave receiver array.

【0013】[0013]

【作用】そのために、本発明の音響測位装置において
は、受波器アレイの一つの素子からパルスを送信し、受
波器アレイの他の素子との間を音波が伝搬する時間を測
定し、素子間の既知の長さから音速を求めるようにした
ものである。これによって正確な受波器間隔を求め、正
確な音波の到来方向を測定するものであり、正確な測位
を行うことができる。
Therefore, in the acoustic positioning device of the present invention, a pulse is transmitted from one element of the receiver array, and the time during which a sound wave propagates between the other elements of the receiver array is measured, The sound velocity is obtained from the known length between the elements. With this, an accurate receiver interval is obtained and an accurate arrival direction of a sound wave is measured, and accurate positioning can be performed.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図1は本発明の実施例を示すブ
ロック図であり、図2は受波器アレイの構造図である。
図において、1は水中、2は海底に設置されたトランス
ポンダ、3は送波器、4は受波器アレイ、5はSupp
er Short Base Line(以下、「SS
BL」という。)受信機、6は送信機、7は演算制御
部、8は表示器、9は基準時計、10は送信器、11は
送受切替器、12は増幅器、13は検波器、14はレベ
ル検出器、15は計数器、16は航走体である。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a structural diagram of a receiver array.
In the figure, 1 is underwater, 2 is a transponder installed on the seabed, 3 is a wave transmitter, 4 is a wave receiver array, and 5 is Supp.
er Short Base Line (hereinafter, "SS
BL ”. ) Receiver, 6 transmitter, 7 arithmetic controller, 8 display, 9 reference clock, 10 transmitter, 11 transmitter / receiver switch, 12 amplifier, 13 detector, 14 level detector , 15 is a counter, and 16 is a running body.

【0015】図1において、SSBL方式による測位
は、送信機6、送波器3、トランスポンダ2、受波器ア
レイ4の素子2及び素子3、航走体用SSBL受信機5
並びに演算制御部7によって行われる。一方、位相差の
補正を行うための音響的距離測定は、送信機10、送受
切替器11、増幅器12、検波器13、レベル検出器1
4、計数器15並びに演算制御部7によって行われる。
In FIG. 1, positioning by the SSBL system is performed by a transmitter 6, a transmitter 3, a transponder 2, elements 2 and 3 of a receiver array 4, an SSBL receiver 5 for a vehicle.
Also, it is performed by the arithmetic control unit 7. On the other hand, the acoustic distance measurement for correcting the phase difference is performed by the transmitter 10, the transmission / reception switch 11, the amplifier 12, the detector 13, and the level detector 1.
4, the counter 15 and the arithmetic control unit 7.

【0016】また、図2において、受波器アレイ4には
素子1〜素子3が設置されており、素子1は送波素子と
して使用され、素子2及び素子3は受波素子として使用
される。前記素子の中で、素子2はSSBL測位及び位
相差の補正を行うための音響的距離測定の両方の受波素
子として使用され、素子1と距離Lの間隔を開けて設置
される。一方、素子3はSSBL測位の受波素子として
使用される。
Further, in FIG. 2, elements 1 to 3 are installed in the wave receiver array 4, element 1 is used as a wave transmitting element, and elements 2 and 3 are used as wave receiving elements. . Among the above-mentioned elements, the element 2 is used as a wave receiving element for both SSBL positioning and acoustic distance measurement for correcting the phase difference, and is installed at a distance L from the element 1. On the other hand, the element 3 is used as a wave receiving element for SSBL positioning.

【0017】本発明の音響測位装置は前記のように構成
され、次のように動作を行う。始めに、SSBL方式に
よる測位について説明する。まず、演算制御部7は航走
体16内部の基準時計9からの入力信号に従い、ある基
準時間から一定周期ごとに送信機6を介して送波器3に
繰り返し送信指令を与える。送波器3は、送信機6の送
信指令に応じて水中1に超音波パルスを送信する。この
超音波パルスはトランスポンダ2に対する音響質問信号
となる。トランスポンダ2は、前記音響質問信号を受信
すると周波数f1 (例えば、f1 =15kHz)の音響
応答信号を送信する。
The acoustic positioning device of the present invention is constructed as described above and operates as follows. First, positioning by the SSBL method will be described. First, the arithmetic control unit 7 repeatedly gives a transmission command to the wave transmitter 3 via the transmitter 6 at regular intervals from a certain reference time in accordance with an input signal from the reference clock 9 inside the running body 16. The wave transmitter 3 transmits an ultrasonic pulse to the underwater 1 in response to a transmission command from the transmitter 6. This ultrasonic pulse becomes an acoustic interrogation signal for the transponder 2. When the transponder 2 receives the acoustic interrogation signal, the transponder 2 transmits an acoustic response signal having a frequency f 1 (for example, f 1 = 15 kHz).

【0018】トランスポンダ2から送信された音響応答
信号は航走体16の受波器4により受波され、電気信号
に変換された後に航走体用SSBL受信機5によって受
信される。航走体用SSBL受信機5は、演算制御部7
が送信指令を出力してからトランスポンダ2の音響応答
信号を検出するまでの時間を計時し、その時間間隔によ
って航走体16とトランスポンダ2の間の直距離を計測
する。
The acoustic response signal transmitted from the transponder 2 is received by the wave receiver 4 of the vehicle 16, converted into an electric signal, and then received by the vehicle SSBL receiver 5. The SSBL receiver 5 for a vehicle is a calculation control unit 7
Measures the time until the acoustic response signal of the transponder 2 is detected after the transmission command is output, and the direct distance between the vehicle 16 and the transponder 2 is measured by the time interval.

【0019】すなわち、航走体用SSBL受信機5はト
ランスポンダ2から送信された周波数f1 の音響応答信
号を受信し、その直距離を計測する。また、SSBL測
位において音源の方向を測定するためには、受波器にお
ける受波信号の位相差を測定する必要がある。そこで、
前記受波器アレイ4は基本的には二つの受波素子で構成
され、その二つの受波素子の受波信号によって方位を検
出する。
That is, the SSBL receiver 5 for a vehicle receives the acoustic response signal of the frequency f 1 transmitted from the transponder 2 and measures its direct distance. In addition, in order to measure the direction of the sound source in SSBL positioning, it is necessary to measure the phase difference between the received signals in the receiver. Therefore,
The wave receiver array 4 is basically composed of two wave receiving elements, and the direction is detected by the wave reception signals of the two wave receiving elements.

【0020】つまり、受波素子を二つ分離して設置し、
その受波素子の受波する信号の位相差を測定することに
よって、音波の到来方向を測定するものであり、その方
位測定の信号処理は航走体用SSBL受信機5において
行なわれる。通常、受波器アレイ4は二つの受波素子群
を直角に並べることによって直角方向の方位を測定する
ことができ、その場合には受波素子を4個使用すること
によって構成し、また真中の受波素子を共通とするとこ
とによって受波素子を3個使用して構成することができ
る。
That is, the wave receiving element is installed separately from the two,
The arrival direction of the sound wave is measured by measuring the phase difference between the signals received by the wave receiving element, and the signal processing for the azimuth measurement is performed by the SSBL receiver 5 for a vehicle. Usually, the receiver array 4 can measure the azimuth in the right-angle direction by arranging two receiving element groups at right angles. In that case, the receiving array is constructed by using four receiving elements. By making the wave-receiving element of 1 common, it is possible to use three wave-receiving elements.

【0021】図1及び図2において、受波器アレイ4の
素子1は送受切替器1を介して送信機10からの送信指
令が送信され、また、受波器アレイ4の素子2及び素子
3は直接航走体用SSBL受信機5に接続されている。
前記の位相差の測定において、受波器アレイの音響的間
隔により位相差も変わりその音響的間隔は音速の関数で
あるため、受波器アレイ4近くの水中1の音速が必要と
なる。このため、送信機10から送受切替器11を介し
て受波器アレイ4の一つに送信電圧を印加する。
1 and 2, the element 1 of the wave receiver array 4 receives a transmission command from the transmitter 10 via the transmission / reception switch 1, and the elements 2 and 3 of the wave receiver array 4 are transmitted. Is directly connected to the SSBL receiver 5 for the vehicle.
In the above-mentioned measurement of the phase difference, the phase difference varies depending on the acoustic spacing of the receiver array, and the acoustic spacing is a function of the speed of sound, so that the speed of sound of the water 1 near the receiver array 4 is required. Therefore, a transmission voltage is applied from the transmitter 10 to one of the wave receiver arrays 4 via the transmission / reception switch 11.

【0022】通常、受波素子は送波素子としても使用す
ることができるので、図の実施例において、受波器アレ
イ4の素子1にパルス波を送信するすることによって超
音波パルスを水中1に送出する。受波器アレイ4の他の
素子2又は3は受波信号の受信に使用する。図の実施例
においては、前記素子2は音響的間隔の測定に使用し、
また前記素子2及び素子3は航走体用のSSBL測位に
使用する。
In general, the wave receiving element can also be used as a wave transmitting element. Therefore, in the illustrated embodiment, by transmitting a pulse wave to the element 1 of the wave receiver array 4, an ultrasonic pulse is transmitted underwater 1. Send to. The other element 2 or 3 of the receiver array 4 is used for receiving the received signal. In the embodiment shown, the element 2 is used for measuring acoustic spacing,
The element 2 and the element 3 are used for SSBL positioning for a vehicle.

【0023】次に、受波器の音響的距離の補正について
図3の本発明の音響測位装置のタイムチャートによって
説明する。本発明の受波器の音響的距離の補正は、送信
機10、送受切替器11、増幅器12、検波器13、レ
ベル検出器14及び計数器15によって行なわれる。始
めに、前記素子1及び素子2による音響的間隔の測定に
ついて説明する。
Next, correction of the acoustic distance of the wave receiver will be described with reference to the time chart of the acoustic positioning device of the present invention in FIG. The acoustic distance of the wave receiver of the present invention is corrected by the transmitter 10, the transmission / reception switching device 11, the amplifier 12, the wave detector 13, the level detector 14, and the counter 15. First, the measurement of the acoustic distance between the elements 1 and 2 will be described.

【0024】送信機10は演算制御部7から制御信号に
応じて受波器アレイ4の素子1に送信指令bを送り、素
子1から送信を行なう。このとき、送受切替器11は切
替信号fによって送信側に切り替えられており、送信指
令bは増幅器12、検波器13,レベル検出器14を経
て計数器15に計数を開始する信号gを入力する。この
切替信号fによる送信側への切り替えによって、素子2
及び素子3において受波する素子1からの信号は航走体
用SSBL受信機5には入力されない。
The transmitter 10 sends a transmission command b from the arithmetic control unit 7 to the element 1 of the wave receiver array 4 in response to the control signal, and the element 1 transmits. At this time, the transmission / reception switch 11 is switched to the transmission side by the switching signal f, and the transmission command b inputs the signal g for starting counting to the counter 15 via the amplifier 12, the detector 13, and the level detector 14. . By switching to the transmission side by this switching signal f, the element 2
The signal from the element 1 received by the element 3 is not input to the SSBL receiver 5 for a vehicle.

【0025】一方、素子1から発せられた送信信号cは
送波器アレイ4の近傍の水中を伝搬して素子2において
受波され、受波信号dが増幅器12に入力される。増幅
器12は受波信号dを一定レベルまで増幅して検波器1
3において検波して直流に変換する。レベル検出器14
は、前記検波出力の中から一定レベル以上の信号を受信
するとパルスhを送出する。計数器15は前記信号gに
よって計数を開始し前記信号hによって計数を停止し
て、前記送信機10が送信指令bを送信した時点から受
波アレイ4の素子2で受信するまでの時間を計数する。
On the other hand, the transmission signal c emitted from the element 1 propagates in the water near the transmitter array 4 and is received by the element 2, and the reception signal d is input to the amplifier 12. The amplifier 12 amplifies the received signal d to a certain level and detects it by the detector 1.
At 3 the wave is detected and converted to direct current. Level detector 14
Outputs a pulse h when it receives a signal of a certain level or higher from the detected output. The counter 15 starts counting by the signal g and stops counting by the signal h, and counts the time from the time when the transmitter 10 transmits the transmission command b until the element 2 of the wave receiving array 4 receives it. To do.

【0026】受波アレイ4の素子の位置関係は分かって
いるので、既知の素子間隔ををL(m)、伝搬時間をt
(sec)とすると、音速C(m/s)は C=L/t によって求めることができる。これによって得られる音
速Cより真の音響的な受波器間隔を求め、演算制御部7
に該音響的な受波器間隔のデータを入力する。
Since the positional relationship of the elements of the receiving array 4 is known, the known element interval is L (m) and the propagation time is t.
(Sec), the sound velocity C (m / s) can be obtained by C = L / t. The true acoustic receiver interval is obtained from the sound velocity C obtained by this, and the arithmetic control unit 7
Input the data of the acoustic receiver spacing to.

【0027】一方、送信機6からは前記した様に一定の
周期で送信指令aが送信されて、送波器3から音響質問
信号が送信される。この音響質問信号によるトランスポ
ンダ2の音響応答信号は受波器4の素子2及び素子3に
おいて受波され、素子2からは受波信号iが検出され、
素子3からは受波信号jが検出される。この受波信号i
らびjの受信のときには、送受切替器11は切替信号k
によって 受信側に切替えられている。
On the other hand, the transmission command a is transmitted from the transmitter 6 at a constant cycle as described above, and the acoustic interrogation signal is transmitted from the wave transmitter 3. The acoustic response signal of the transponder 2 based on this acoustic interrogation signal is received by the element 2 and the element 3 of the wave receiver 4, and the received signal i is detected from the element 2,
The received signal j is detected from the element 3. This received signal i
Upon reception of Ravi j, the transmission / reception switching unit 11 switches the switching signal k.
Has been switched to the receiving side by.

【0028】受波信号i及びjは、航走体用SSBL受
信機5に入力されて信号lが得られ、直距離及び方位角
が計測するために演算制御部7に入力される。前記航走
体用SSBL受信機5からの方位角に関するデータであ
る位相差は、計数器15から得られた音響的な受波器間
隔のデータによって補正が行なわれ、正確な方位角を得
る。
The received signals i and j are input to the SSBL receiver 5 for a vehicle, a signal 1 is obtained, and the arithmetic control unit 7 is input to measure the direct distance and the azimuth. The phase difference, which is the data regarding the azimuth angle from the SSBL receiver 5 for the vehicle, is corrected by the acoustic wave receiver interval data obtained from the counter 15 to obtain an accurate azimuth angle.

【0029】演算制御部7は、前記航走体用SSBL受
信機5からの直距離と前記補正された方位角とによって
トランスポンダ2の位置を測定し、さらにX,Y,Z座
標に変換し表示器8で表示する。次に、本発明の受波器
アレイの音響的距離の補正の第2の実施例について説明
する。 図5は本発明の受波器アレイの構造図である。
The arithmetic control unit 7 measures the position of the transponder 2 based on the direct distance from the SSBL receiver 5 for the vehicle and the corrected azimuth, and further converts it into X, Y, Z coordinates for display. It is displayed on the container 8. Next, a second embodiment of the acoustic distance correction of the receiver array of the present invention will be described. FIG. 5 is a structural diagram of the receiver array of the present invention.

【0030】第2の実施例はシングアラウンドによって
音響的距離の補正を行うものである。受波器アレイ4の
素子1からも第1の実施例と同様に素子2に向けて送波
が行われ、素子2は該送波を受波するとその受波信号を
素子1にフィードバックする。素子1はそのフィードバ
ック信号に基づいて再び素子2に向けて送波を行う。前
記素子1と素子2の間の送波の繰り返しによって音響的
距離の補正を行うものであり、補正精度を向上させるこ
とができる。
In the second embodiment, the acoustic distance is corrected by sing-around. The element 1 of the wave receiver array 4 also transmits a wave toward the element 2 similarly to the first embodiment. When the element 2 receives the wave, the received signal is fed back to the element 1. The element 1 transmits again to the element 2 based on the feedback signal. The acoustic distance is corrected by repeating the wave transmission between the element 1 and the element 2, and the correction accuracy can be improved.

【0031】前記シングアラウンドによる音響的距離の
補正の方法は、前記素子1と素子2の間の送波の繰り返
しによって音速及び音響的な受波器間隔の測定を複数回
行ってその複数個のデータの平均をとり、該平均音速及
び音響的な受波器間隔によって位相差の補正を行うもの
である。なお、本発明は前記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であ
り、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
In the method of correcting the acoustic distance by the sing-around, the sound velocity and the acoustic receiver spacing are measured a plurality of times by repeating the transmission of the wave between the element 1 and the element 2, and The data is averaged, and the phase difference is corrected by the average sound velocity and the acoustic receiver spacing. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、受波器アレイ周辺の音速を直接測定することがで
きるため、従来の様に温度のみの補正ではなく温度、水
圧、塩分濃度等の種々の影響による音速変化による補正
を行うことができ、SSBL測位において正確な測位を
行うことができる。
As described above in detail, according to the present invention, since the sound velocity around the receiver array can be directly measured, the temperature, water pressure and salt content are not corrected as in the conventional case. It is possible to perform correction due to changes in sound velocity due to various influences such as density, and to perform accurate positioning in SSBL positioning.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の受波器アレイの構造図である。FIG. 2 is a structural diagram of a receiver array of the present invention.

【図3】本発明の音響測位装置のタイムチャートであ
る。
FIG. 3 is a time chart of the acoustic positioning device of the present invention.

【図4】従来の音響測位装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional acoustic positioning device.

【図5】本発明の受波器アレイの構造図である。FIG. 5 is a structural diagram of a receiver array of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 水中 2 トランスポンダ 3 送波器 4 受波器アレイ 5 航走体用SSBL受信機 6 送信機 7 演算制御部 8 表示器 9 基準時計 10 送信器 11 送受切替器 12 増幅器 13 検波器 14 レベル検出器 15 計数器 16 航走体 1 Underwater 2 Transponder 3 Transmitter 4 Receiver array 5 SSBL receiver for vehicle 6 Transmitter 7 Arithmetic control unit 8 Display 9 Reference clock 10 Transmitter 11 Transmitter / receiver switch 12 Amplifier 13 Detector 14 Level detector 15 Counter 16 Moving body

フロントページの続き (72)発明者 ▲高▼橋 秀幸 東京都港区虎ノ門1丁目7番12号 沖電気 工業株式会社内Front Page Continuation (72) Inventor ▲ Takahashi Hideyuki Hashi 1-1-12 Toranomon, Minato-ku, Tokyo Oki Electric Industry Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)航走体に設置される送波器と、
(b)前記航走体に設置される受波器アレイと、(c)
トランスポンダとからなるSSBL音響測位装置におい
て、(d)前記受波器アレイの近傍の音速を測定する音
速測定手段と、(e)前記音速によって受波器アレイの
間隔を補正して音源の方位角を測定する手段とを有する
ことを特徴とする音響測位装置。
1. (a) A wave transmitter installed in a vehicle,
(B) a receiver array installed on the spacecraft, and (c)
In an SSBL acoustic positioning device including a transponder, (d) sound velocity measuring means for measuring the sound velocity in the vicinity of the receiver array; An acoustic positioning device comprising:
【請求項2】 前記音速測定手段は、(a)前記受波器
アレイの一素子を送波手段とし、(b)前記送波手段と
前記受波器アレイの他の素子の間の伝播時間によって受
波器周辺の音速を求める請求項1記載の音響測位装置。
2. The sound velocity measuring means comprises: (a) one element of the receiver array as a transmitting means; and (b) propagation time between the transmitting means and another element of the receiver array. The acoustic positioning device according to claim 1, wherein the sound velocity around the wave receiver is obtained by.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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