JP2011116188A

JP2011116188A - 航走体位置報告装置、航走体位置報告方法、及びプログラム

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Publication number: JP2011116188A
Application number: JP2009273649A
Authority: JP
Inventors: Isao Yamaguchi; 功山口
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2009-12-01
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2011-06-16
Anticipated expiration: 2029-12-01
Also published as: JP5648278B2; US20110128182A1; US9341717B2; EP2332823B1; EP2332823A1

Abstract

【課題】水中航走体、及び該水中航走体が発進された母艦の位置を定期的、または間欠的に継続して報告する。
【解決手段】移動報告体２０は、検出センサ部２０２によって水中航走体が検出されると、缶体制御部２０５が各部を制御して移動報告体２０を移動させ、水中航走体に固着する。移動報告体２０は、水中航走体が、発進した母艦へ帰投する際には、水中航走体に固着したまま移動する。移動報告体２０は、一定間隔、または予め決められた条件を検出した場合に、通信部２０４が現在の位置情報を送出する。そして、移動報告体２０は、水中航走体が母艦へ帰投した際には、水中航走体から離脱し、母艦に再固着する。その後、移動報告体２０は、一定間隔、または予め決められた条件を検出した場合に、通信部２０４により現在の位置情報を送出する。
【選択図】図３

Description

本発明は、水中航走体、及び該水中航走体が発進された母艦の位置を定期的、または間欠的に継続して報告する航走体位置報告装置、航走体位置報告方法、及びプログラムに関する。

従来、水中航走体等を検出するために、ソーナーや、磁気探知機等のセンサを用いてきた。ソーナーや、磁気探知機等のセンサに関する従来技術としては、固定設置や、艦艇装備のものであり、水中航走体の位置を連続的に把握するのには、センサを移動して追従させるか、センサを複数準備して継続運用させる必要があった（例えば、特許文献１、２、３参照）。

図８は、従来技術による、水中航走体等を検出するための方法を示す模式図である。従来、ソーナーや、磁気探知機等のセンサ１は、海底に固定設置されるか、艦艇や、ヘリコプタ３ａ等に装備されて探知を行うか、または、艦艇や、ヘリコプタ３ｂ等から海底に投入されて探知を行う。センサ１は、自身を中心とした位置における探知しかできず、移動する水中航走体５の位置を把握するためには、センサ１を追従して移動させるか、複数配置されたセンサ１−１、１−２、…、１−８を用いて、水中航走体５の移動を継続して探知を行う。

特開平７−３１８６６０号公報特開２００１−２８７６９４号公報特開平２−８５３５２２号公報

しかしながら、従来技術では、海底に設置された固定センサ、または、艦艇や、航空機から運用されるソーナー等の音響センサにより、侵入する水中航走体を探知しており、音響の条件等により継続して探知することができないという問題がある。その理由は、センサは、設置された特定のエリアしかカバーできないため、侵入した水中航走体を継続探知し続けるためには、センサを追従して移動させるか、多数のセンサを設置して移動の状態をモニタし続ける必要があるからである。また、水中音響（ソーナー）による探知は、水中の環境によって伝搬状態が変化し、長時間探知し続けることが難しいことにある。

また、例え、侵入した水中航走体を探知したとしても、水中航走体を投入した、あるいは揚収する母艦の位置が不明であり、水中航走体や、母艦の所属等が十分に把握できないという問題がある。その理由は、上述したように、センサを追従させるか、多数のセンサを設置しない限り、母艦までを探知することが困難であるからである。また、センサを装備艦艇や、航空機を予め事象が発生するかどうか分からないエリアに常に展開しておくことが、運用上考えられないからである。

また、侵入した水中航走体の母艦等の位置が把握できたとしても、センサを搭載する艦艇等から遠距離の場合、水中航走体が容易に移動できるという問題がある。その理由は、センサは、あくまでも目標位置を探知するだけであり、水中航走体などの移動を制限して、その場に留めさせる機能を有していないからである。

また、水中航走体５は、その大きさ、及び航行距離（ペイロード）に制限があるため、単独で長時間・長距離の運用ができないので、母艦２から発進し、母艦２に揚収する可能性が高い。従来技術では、母艦２を上記センサ１により、単独で探知することはできても、発進した水中航走体５と関連付けて継続的に探知するのは困難であった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、排他的経済水域や、特定の重要港湾・水路に侵入してくる水中航走体を探知し、継続的にその位置を把握することができ、また、侵入した水中航走体のみならず、水中航走体の母艦の位置も継続的に把握することができる航走体位置報告装置、航走体位置報告方法、及びプログラムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明は、水中航走体、または該水中航走体が帰投する母艦を検出移動体として検出する検出手段と、前記検出された検出移動体に自身を固着させる取り付き手段と、自身の位置情報を、定期的、または間欠的に外部に送出する通信手段とを備えることを特徴とする航走体位置報告装置である。

また、上述した課題を解決するために、本発明は、水中缶体と移動報告体とから構成され、前記水中缶体は、前記移動報告体を収納する缶体部と、前記移動報告体に電力を供給する電源供給部とを備え、前記移動報告体は、近傍を通過する水中航走体を検出する検出手段と、水中を移動するための移動手段と、前記検出手段により前記水中航走体が検出されると、前記移動手段を駆動制御し、前記水中缶体から当該移動報告体を発進させ、前記水中航走体の方位に当該移動報告体を移動させる缶体制御手段と、前記水中航走体に自身を固着させる取り付き手段と、少なくとも自身の位置情報を、定期的、または間欠的に外部に送出する通信手段とを備える、ことを特徴とする航走体位置報告装置である。

また、上述した課題を解決するために、本発明は、近傍を通過する水中航走体をセンサを用いて検出するステップと、前記水中航走体が検出されると、前記水中航走体の方位に移動手段を用いて移動するステップと、前記水中航走体の近傍まで移動すると、前記水中航走体に取り付き手段を用いて自身を固着させるステップと、前記水中航走体に固着すると、自身の位置情報を、定期的、または間欠的に通信手段を用いて外部に送出するステップとを含むことを特徴とする航走体位置報告方法である。

また、上述した課題を解決するために、本発明は、水中航走体の位置を報告する航走体位置報告装置のコンピュータに、近傍を通過する水中航走体をセンサを用いて検出する第１の検出機能、前記水中航走体が検出されると、前記水中航走体の方位に移動手段を用いて移動する第１の移動機能、前記水中航走体の近傍まで移動すると、前記水中航走体に取り付き手段を用いて自身を固着させる第１の固着機能、前記水中航走体に固着すると、自身の位置情報を、定期的、または間欠的に通信手段を用いて外部に送出する第１の現在位置送出機能を実現することを特徴とするプログラムである。

この発明によれば、排他的経済水域や、特定の重要港湾・水路に侵入してくる水中航走体を探知し、継続的にその位置を把握することができ、また、侵入した水中航走体のみならず、それを発進・揚収する母艦の位置も継続的に把握することができ、さらに、水中航走体の移動を制限して、その場に留めさせるようにできる。

本発明の実施形態による、航走体位置報告装置の構成を示す斜視図である。本実施形態による、航走体位置報告装置９の水中缶体１０の構造を示す斜視図である。本実施形態による、航走体位置報告装置の移動報告体２０の構造を示す斜視図である。本実施形態による航走体位置報告装置に水中航走体が接近したときの様子を示す模式図である。本実施形態による航走体位置報告装置が接近した水中航走体に固着するときの様子を示す模式図である。本実施形態による航走体位置報告装置の移動報告体２０が固着した水中航走体等が、発進した母艦等へ帰投する際の様子を示す模式図である。本実施形態による移動報告体２０が固着した水中航走体が母艦等へ帰投する際、移動報告体２０が母艦に再固着する様子を示す模式図である。従来技術による、水中航走体等を検出するための方法を示す模式図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態による、航走体位置報告装置の構成を示す斜視図である。図において、航走体位置報告装置９は、円筒形状の水中缶体１０と該水中缶体１０の内部に設置された移動報告体２０とから構成されている。

図２は、本実施形態による、航走体位置報告装置９の水中缶体１０の構造を示す斜視図である。図において、水中缶体１０は、缶体部１０１と電源供給部１０２とに細分化される。缶体部１０１と電源供給部１０２とは、分離可能な構造を有する。

図３は、本実施形態による、航走体位置報告装置９の移動報告体２０の構造を示す斜視図である。図において、移動報告体２０は、移動缶体２０１、検出センサ部２０２、取り付き部２０３、通信部２０４、缶体制御部２０５、電源制御部２０６、移動位置算出部２０７、水平スラスタ２０８、及び垂直スラスタ２０９からなる。

移動報告体２０は、水中缶体１０の缶体部１０１内に収納され、電源供給部１０２に包含されるバッテリより、移動報告体２０の検出センサ部２０２に電源が供給されるようになっている。移動報告体２０は、検出センサ部２０２を用いて、近傍を通過する水中航走体が検出されるまで待ち受ける。

検出センサ部２０２は、音響センサや、磁気センサ等からなる複数のセンサからなり、音源（磁気源）の方位、及びセンサ受信信号の信号強度の変化を検出可能である。検出センサ部２０２は、水中航走体５（図８）、該水中航走体５を発進した母艦２（図８）などから発せられる音響や、磁気などの信号の入力方位が鋭角で、かつ、受信信号強度が最大になったとき、缶体制御部２０５、及び電源制御部２０６に起動信号を送出する。

なお、検出センサ部２０２のセンサ、及び信号や、方位の検出方法に関しては、過去に多数発明されており、その方法を採用するものとし、本発明の根幹をなす事項でないため、詳細な説明は割愛する。

電源制御部２０６は、移動報告体２０を構成する各部に対して、該電源制御部２０６に包含するバッテリからの電力を制御して供給する。缶体制御部２０５は、検出センサ部２０２から受信した起動信号をトリガとして、水中缶体１０から、水平スラスタ２０８を駆動して移動報告体２０を発進させ、検出センサ部２０２を用いて検出される、水中航走体５、または母艦２の音響、及び磁気信号などの発信方位に従って、発信方位に移動缶体２０１を移動させるべく、水平スラスタ２０８、及び垂直スラスタ２０９を制御する。

缶体制御部２０５は、移動報告体２０が目標である水中航走体５、または母艦２に近接すると、取り付き部２０３を起動し、取り付き部２０３を構成するかぎ爪や、電磁石を起動して、目標である水中航走体の胴体に移動報告体２０を固着させる。なお、移動報告体２０は、発泡材、及び水を包含しており、水中において中性浮力を有するように調整されているものとする。

移動報告体２０は、水中航走体等に固着したとき、または後述するように母艦２等に固着したとき、通信部２０４を起動させ、通信部２０４が包含する音響ピンガーを用いて音響信号を発信し、外部から移動報告体２０（または、水中航走体５）の現在位置を探知できるようにするとともに、移動位置算出部２０７が包含する慣性航法装置を用いて現在位置を算出し、内部に記憶する。

通信部２０４は、一定間隔、または、予め決められた条件下のイベント時に、移動位置算出部２０７が算出した現在の位置情報を、包含する音響発信器を用いて送出する。なお、通信部２０４は、必要に応じてＧＰＳ（Global Positioning System）受信機付きのアンテナ、及び延長ケーブルを有し、予め決められた条件下のイベント時に、延長ケーブル、及びアンテナを水上に発射し、ＧＰＳ受信機で受信した移動報告体２０の現在の位置情報を無線信号によって送出することもできる。

また、検出センサ部２０２は、継続的に音響センサ、及び磁気センサ等を動作させ、水中航走体が母艦に近接したと判断した場合には、判断信号を缶体制御部２０５に送出する。缶体制御部２０５は、検出センサ部２０２より受信した判断信号をトリガとして、水中航走体から離脱するように、取り付き部２０３に指示を出し、水平スラスタ２０８及び垂直スラスタ２０９を制御する。

また、缶体制御部２０５は、検出センサ部２０２の受信信号、及び方位信号に基づいて、水中航走体から離脱した移動報告体２０が目標である母艦２等に近接したと判断した場合、取り付き部２０３を起動し、取り付き部２０３を構成するかぎ爪や、電磁石を起動して、目標である母艦２等の胴体に移動報告体２０を固着させる。

次に、本実施形態の動作について説明する。
図４は、本実施形態による航走体位置報告装置９に未確認の水中航走体５が接近したときの様子を示す模式図である。また、図５は、本実施形態による航走体位置報告装置９が接近した水中航走体５に固着するときの様子を示す模式図である。また、図６は、本実施形態による航走体位置報告装置９の移動報告体２０が固着した水中航走体５が、発進した母艦２へ帰投する際の様子を示す模式図である。また、図７は、本実施形態による移動報告体２０が固着した水中航走体５が母艦２へ帰投する際、移動報告体２０が母艦２に再固着する様子を示す模式図である。

水中航走体５が航走体位置報告装置９に接近した場合、図４に示すように、水中航走体５が発する音響信号や、磁気信号を検出センサ部２０２が検出し、図５に示すように、缶体制御部２０５が各部を制御して移動報告体２０を移動させ、水中航走体５に固着する。

水中航走体５が、発進した母艦２へ帰投する際には、図６に示すように、移動報告体２０は、水中航走体５に固着したまま移動し、一定間隔、または予め決められた条件下のイベント時に、通信部２０４を用いて、現在の位置情報を送出する。

そして、水中航走体５が母艦２へ帰投する際には、図７に示すように、移動報告体２０は、母艦の近傍において固着した水中航走体５から離脱し、母艦２に再固着する。その後、移動報告体２０は、一定間隔、または予め決められた条件下のイベント時に、通信部２０４を用いて、現在の位置情報を送出する。

なお、通信部２０４や、移動缶体２０１に十分な格納容積がある場合には、必要に応じて炸薬（あるいは、物理的、電気的、化学的ないずれかの手段でダメージを与える手段）を搭載することが可能である。通信部２０４において予め決められた条件下のイベント時、または通信部２０４が外部より受信した励起信号に応じて、炸薬を発火させることにより、水中航走体５、または母艦２の移動能力を低減することも可能である。

上述した実施形態によれば、移動報告体２０が水中航走体５に張り付き、移動報告体２０から音響ピンガーを用いて音響マーカーを発信し、艦艇等に通知するとともに、定期的、または定められた規則にしたがって間欠的に発信される信号に応じて、現在の位置情報を音響的に、または無線信号を用いて送信するようにしたので、水中航走体５の継続的な位置計測が可能となる。

また、水中航走体５に張り付いた移動報告体２０は、水中航走体５を投入・揚収する母艦２の近傍において、該母艦２に移動して張り付き、移動報告体２０から音響ピンガーを用いて音響マーカーを発信し、母艦２の現在の位置情報を味方の艦艇等に知らせるとともに、定期的、または定められた規則にしたがって間欠的に発信される信号に応じて、現在の位置情報を送出するようにしたので、母艦２の継続的な位置計測が可能となる。

また、移動報告体２０に搭載されている炸薬を発火させて、母艦の移動能力を低下させることにより、母艦をその場に留めるようにすることができる。

本発明の活用例として、排他的経済水域に進入する水中航走体や、国内重要港湾・水路に侵入する水中ビークルなどの追跡等に有効であり、港湾、水路、海域などの監視や、海上警備等に利用可能性がある。

９航走体位置報告装置
１０水中缶体
２０移動報告体
１０１缶体部
１０２電源供給部
２０１移動缶体
２０２検出センサ部
２０３取り付き部
２０４通信部
２０５艦隊制御部
２０６電源制御部
２０７移動位置算出部
２０８水平スラスタ
２０９垂直スラスタ

Claims

水中航走体、または該水中航走体が帰投する母艦を検出移動体として検出する検出手段と、
前記検出された検出移動体に自身を固着させる取り付き手段と、
自身の位置情報を、定期的、または間欠的に外部に送出する通信手段と
を備えることを特徴とする航走体位置報告装置。
水中を移動するための水中移動手段と、
前記検出移動体が検出されると、前記水中移動手段を駆動制御し、前記検出移動体の方位に移動させる制御手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の航走体位置報告装置。
前記検出移動体に自身を固着させた状態で、少なくとも物理的、電気的、または化学的ないずれか１つの手段で、前記検出移動体の移動能力を低下させる移動能力低下手段
を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の航走体位置報告装置。
前記通信手段は、
定期的、または間欠的に、自身の位置情報を無線信号を用いて外部に送信する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の航走体位置報告装置。
前記通信手段は、
定期的、または間欠的に、音響ピンガーを用いて音響信号を外部に送出する
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の航走体位置報告装置。
水中缶体と移動報告体とから構成され、
前記水中缶体は、
前記移動報告体を収納する缶体部と、
前記移動報告体に電力を供給する電源供給部と
を備え、
前記移動報告体は、
近傍を通過する水中航走体を検出する検出手段と、
水中を移動するための移動手段と、
前記検出手段により前記水中航走体が検出されると、前記移動手段を駆動制御し、前記水中缶体から当該移動報告体を発進させ、前記水中航走体の方位に当該移動報告体を移動させる缶体制御手段と、
前記水中航走体に自身を固着させる取り付き手段と、
少なくとも自身の位置情報を、定期的、または間欠的に外部に送出する通信手段と
を備える
ことを特徴とする航走体位置報告装置。
前記通信手段は、
現在位置を計測するＧＰＳ受信機を備え、
前記通信手段は、
前記ＧＰＳ受信機により計測された現在位置を示す位置情報を、定期的、または間欠的に外部に送信する
ことを特徴とする請求項６に記載の航走体位置報告装置。
前記検出手段は、
前記水中航走体に加え、前記水中航走体が帰投する母艦を検出し、
前記缶体制御手段は、
前記検出手段により前記母艦が検出されると、前記移動手段を駆動制御し、前記水中航走体から離脱して前記母艦の方位に当該移動報告体を移動させ、
前記取り付き手段は、
前記母艦に当該移動報告体を固着させる、
ことを特徴とする請求項６または７に記載の航走体位置報告装置。
前記母艦に自身を固着させた状態で、少なくとも物理的、電気的、または化学的ないずれか１つの手段で、前記母艦の移動能力を低下させる移動能力低下手段
を更に備えることを特徴とする請求項８に記載の航走体位置報告装置。
前記移動能力低下手段は、
予め決められた条件、または外部からの無線信号を検出して起動される励起信号に基づいて駆動する
ことを特徴とする請求項９に記載の航走体位置報告装置。
近傍を通過する水中航走体をセンサを用いて検出するステップと、
前記水中航走体が検出されると、前記水中航走体の方位に移動手段を用いて移動するステップと、
前記水中航走体の近傍まで移動すると、前記水中航走体に取り付き手段を用いて自身を固着させるステップと、
前記水中航走体に固着すると、自身の位置情報を、定期的、または間欠的に通信手段を用いて外部に送出するステップと
を含むことを特徴とする航走体位置報告方法。
前記水中航走体が帰投する母艦を前記センサを用いて検出するステップと、
前記母艦が検出されると、前記取り付き手段を解除し、前記水中航走体から離脱するステップと、
前記水中航走体から離脱すると、前記母艦の方位に前記移動手段を用いて移動するステップと、
前記母艦の近傍まで移動すると、前記母艦に取り付き手段を用いて自身を固着させるステップと、
前記母艦に固着すると、自身の位置情報を、定期的、または間欠的に通信手段を用いて外部に送出するステップと
を更に含むことを特徴とする請求項１１に記載の航走体位置報告方法。
前記水中航走体、または前記母艦に自身を固着させた状態で、少なくとも物理的、電気的、または化学的ないずれか１つの手段を用いて、前記水中航走体、または前記母艦のいずれかの移動能力を低下させるステップ
を更に含むことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の航走体位置報告方法。
水中航走体の位置を報告する航走体位置報告装置のコンピュータに、
近傍を通過する水中航走体をセンサを用いて検出する第１の検出機能、
前記水中航走体が検出されると、前記水中航走体の方位に移動手段を用いて移動する第１の移動機能、
前記水中航走体の近傍まで移動すると、前記水中航走体に取り付き手段を用いて自身を固着させる第１の固着機能、
前記水中航走体に固着すると、自身の位置情報を、定期的、または間欠的に通信手段を用いて外部に送出する第１の現在位置送出機能
を実現することを特徴とするプログラム。
前記水中航走体が帰投する母艦を前記センサを用いて検出する第２の検出機能、
前記母艦が検出されると、前記取り付き手段を解除し、前記水中航走体から離脱する離脱機能、
前記水中航走体から離脱すると、前記母艦の方位に前記移動手段を用いて移動する第２の移動機能、
前記母艦の近傍まで移動すると、前記母艦に取り付き手段を用いて自身を固着させる第２の固着機能、
前記母艦に固着すると、自身の位置情報を、定期的、または間欠的に通信手段を用いて外部に送出する第２の現在位置送出機能
を更に実現ことを特徴とする請求項１４に記載のプログラム。
前記水中航走体、または前記母艦に自身を固着させた状態で、少なくとも物理的、電気的、または化学的ないずれか１つの手段を用いて、前記水中航走体、または前記母艦のいずれかの移動能力を低下させる移動能力低下機能を更に実現する
ことを特徴とする請求項１４または１５に記載のプログラム。