JP2009537810A - 合成開口によるソナー画像形成システム - Google Patents
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Abstract
【課題】
【解決手段】 発信手段、及びN個のトランスデューサを有する複合物理アンテナを備える受信手段が設けられた、変位可能な搬送体上に位置するソナーと、
前記搬送体上に配置され、前記搬送体の瞬間の位置及び向き情報を測定できる慣性航法システムと、
慣性航法システムとソナーの両方の同期を可能にする時間信号を供給する共通のクロックと、
前記搬送体の瞬間速度を決定する手段であって、前記決定された速度が前記慣性航法システムを扶助してそのドリフトを補正する手段と、
搬送体の変位の間の物理アンテナの運動が前記慣性航法システムにより測定された情報から完全に既知であることを考慮して、K回のソナー動作回帰による合成アンテナ手法の構成により海底の画像が得られるようにするマイクロ航法手段と
を備える合成アンテナによるソナーシステム。
【選択図】 図2
Description
図1は左に複合物理アンテナを、右に物理アンテナの変位により達成される合成アンテナの一般原理を模式的に示す。
図2は発明によるソナーシステムの物理的構成を示す。
図3は二つの引き続く回帰k及びk+1における複合物理アンテナの位置を模式的に示す。
図4は図2のソナーシステムの動作を図解するブロック図である。
図5は本発明による時間によるINSドリフトの補正を示すグラフである。
図6は発明によるソナーシステムにより得られた画像である。
projection(高速因数分解逆投影」法(例えばS. BANKS著,「Studies in High Resolution Synthetic Aperture
Sonar」,University College London,2002年参照)が大いに並列化された。こうして、典型的には400msの各回帰において1mx600mの摺動海底観測窓に相当する画像を画面上に表示することが可能である。
100a 水中に沈められるソナーシステムの部分
100b 水上船の舷側に付けられるソナーシステムの部分
110 ソナー
115 電子装置
120 物理アンテナ
150 クロック
160 慣性航法システム
170 速度センサ
210 コンピュータ
215 処理装置
216 記憶手段
220 モニタ
310 第1のマイクロ航法手段
320 第2のマイクロ航法手段
330 陰影・エコー画像
340 水深測量画像
350 ドップラー測程器
Claims (15)
- 発信手段、及びN個のトランスデューサ(121)を有する複合物理アンテナ(120)を備える受信手段が設けられた、変位可能な搬送体上に位置するソナー(110)と、
前記搬送体上に配置され、前記搬送体の瞬間の位置及び向き情報を測定するのに適した慣性航法システム(160)と、
クロック(150)と
を備える合成アンテナによるソナーシステムにおいて、
前記クロックが前記慣性航法システムと前記ソナーの両方の同期を可能にする時間信号を供給する共通のクロックであり、前記ソナーシステムがまた、
前記搬送体(350)の瞬間速度を決定する手段であって、前記決定された速度が前記慣性航法システムを扶助してそのドリフトを補正する手段と、
前記搬送体の変位の間の物理アンテナの運動が前記慣性航法システムにより測定された前記情報から完全に既知であることを考慮して、K回のソナー動作回帰による合成アンテナ手法の構成により海底の画像が得られるようにするマイクロ航法手段(310)とを備えることを特徴とする
合成アンテナによるソナーシステム。 - 前記マイクロ航法手段(310)がまた海底の水深測量情報が得られるようにすることを特徴とする請求項1に記載のソナーシステム。
- 前記マイクロ航法手段が第1のマイクロ航法手段(310)であり、前記ソナーシステムがさらに、前記物理アンテナ(120)の瞬間の変位及び向き情報の計算を可能にする第2のマイクロ航法手段(320)を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のソナーシステム。
- 前記第2のマイクロ航法手段(320)が前記物理アンテナ(120)の前記瞬間の位置及び向き情報を計算するためのオートフォーカス法を使用することを特徴とする請求項3に記載のソナーシステム。
- 前記第2のマイクロ航法手段(320)が前記搬送体の前記瞬間速度を決定する手段として使用され、その場合、前記慣性航法システム(160)を扶助する前記決定された速度が前記第2のマイクロ航法手段により計算された情報から演繹されることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のソナーシステム。
- 前記速度決定手段が、測定された瞬間速度を前記決定された速度として供給できるドップラー測程器(350)から成ることを特徴とする請求項1ないし4の一つに記載のソナーシステム。
- 前記マイクロ航法手段(310、320)がリアルタイムで動作することを特徴とする請求項1ないし6の一つに記載のソナーシステム。
- 2mの長さを有し、受信において動作するN個のトランスデューサ(121)と約100kHzの周波数を有する音響信号を発生させる発信手段から成る前記物理アンテナ(120)により、前記ソナー(110)が300mの距離において15cmのオーダの解像力を有する画像が得られるようにすることを特徴とする請求項1ないし7の一つに記載のソナーシステム。
- その長手方向に沿って変位するようになっており、その各側面にソナーシステムを備える搬送体であって、前記側面ソナーシステムが請求項1ないし8の何れか一つに記載のソナーシステムを備えることを特徴とする搬送体。
- 変位方向に変位可能な搬送体上に位置するソナーシステム(110)であって、
N個のトランスデューサ(121)を有する複合物理アンテナ(120)と、
前記搬送体上に配置された慣性航法システム(160)と、
クロック(150)と
を備えるソナーシステムの使用により合成アンテナを構成する方法において、
前記搬送体の瞬間速度を決定することと、
前記決定された瞬間速度を用いて慣性航法システムを扶助することにより後者のドリフトを補正することと、
マスタクロックとして使用される前記クロックにより供給されるクロック信号により前記慣性航法システムと前記ソナーを同期させることと、
画像形成すべき領域にK回音波発射するステップと、
前記物理アンテナの各トランスデューサにより生じたN個の電気信号をK回受信するステップと、
前記慣性航法システムにより前記搬送体の瞬間の位置及び向き情報を測定するステップと、
前記物理アンテナの運動が前記慣性航法システムにより測定された前記情報から既知であることを考慮してKxN個の信号を互いに関係づけることにより前記合成アンテナ手法を構成することにあるマイクロ航法ステップと
にあることを特徴とする方法。 - 前記マイクロ航法ステップの間に前記合成アンテナの構成後に得られたデータを用いて陰影とエコーを有する画像と、水深測量画像とから一つの画像を形成するステップを含むことを特徴とする請求項10に記載の方法。
- 前記マイクロ航法ステップが第1のマイクロ航法ステップであって、方法がさらに、前記物理アンテナ(120)の運動を演繹的に知ることなくKxN個の信号を互いに関係づけることにより合成アンテナ手法を構成することにある第2のマイクロ航法ステップを含み、前記第2のマイクロ航法ステップが中でも、前記物理アンテナの瞬間の位置及び向き情報の計算を可能にすることを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の方法。
- 前記第2のマイクロ航法ステップがオートフォーカス法を実施することを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記搬送体の瞬間速度が前記第2のマイクロ航法ステップの間に決定された情報から決定され、そのように決定された前記速度が前記慣性航法システム(160)を扶助してそのドリフトを補正することを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の方法。
- 前記第1のマイクロ航法、前記第2のマイクロ航法及び画像形成のステップの内の少なくとも一つのステップがリアルタイムで行われることを特徴とする請求項10ないし14の一つに記載の方法。
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