JP2018159696A - Echo sounding device and echo sounding method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、超音波の速度による制約をなくして短い周期で送信信号を送信可能とした音響測深装置及び音響測深方法に関する。 The present invention relates to an acoustic sounding device and an acoustic sounding method that can transmit a transmission signal in a short period without a restriction due to the speed of ultrasonic waves.
海洋での音響測深技術は古くから行われており、図1に示すように超音波振動子から超音波パルスを発射し、その音波が対象(海底)から反射してくるエコーをとらえて、水中の音波の伝搬速度(約1500m/s)を用いてその深度を計測するものである。この原理を用いた音響測深装置は50年以上も前から製品化されており、今日でもこの原理を用いて海底の深度測量が行われている。このエコーロケーションと呼ばれる技術はこれまで変わることなく、言い換えれば発展することなく使用され続けてきた。 Acoustic sounding technology in the ocean has been practiced for a long time, and as shown in Fig. 1, an ultrasonic pulse is emitted from an ultrasonic transducer and the sound wave is reflected from the target (sea floor), and the underwater sound is detected. The depth is measured using the propagation speed of the sound wave (approximately 1500 m / s). An acoustic sounding device using this principle has been commercialized for more than 50 years, and even today, depth measurement of the sea floor is performed using this principle. This technique called echo location has been used without change, in other words, without development.
原理は、超音波パルス(例えば1msパルス幅)を発射し、500mの海底だと往復距離1000mを音波の水中速度Vuを1500m/sとすれば、1000/Vu=1000/1500=0.667秒かかって返ってくるので、そのエコーを受信した後、再び超音波パルスを発射し、同時に船が進んだ分異なった場所の海底深度を計測するわけである。このように船の航行に伴って順次海底の深度を計測し、それを記録紙や画像として液晶画面に表示するのが音響測深装置と呼ばれるものである(例えば特許文献1参照)。 The principle is that if an ultrasonic pulse (for example, 1 ms pulse width) is emitted and the seabed is 500 m and the round-trip distance is 1000 m and the underwater velocity Vu is 1500 m / s, 1000 / Vu = 1000/1500 = 0.667 seconds. Because it returns, after receiving the echo, it emits an ultrasonic pulse again, and at the same time, the depth of the seabed at a different place is measured as the ship advances. In this way, it is called an acoustic sounding device that measures the depth of the seabed sequentially as a ship navigates and displays it on a liquid crystal screen as recording paper or an image (see, for example, Patent Document 1).
これまでの音響測深装置は、超音波の水中での音速を考慮し、受信エコーより前に次の送信をしないように発信間隔をコントロールして、測深を行ってきた。図2に示すように、1つのビームだけを備えた測深装置をシングルビーム測深装置といい、近年登場した扇型に複数のビームが拡がるものをマルチビーム測深装置という(例えば特許文献2参照)。マルチビーム測深装置は一度に広い範囲の深度を比較的高密度で計測できる。 Conventional acoustic sounding devices have taken sounding by controlling the transmission interval so that the next transmission is not performed before the received echo in consideration of the sound speed of ultrasonic waves in water. As shown in FIG. 2, a depth measuring device having only one beam is called a single beam depth measuring device, and a device that spreads a plurality of beams in a fan shape that has recently appeared is called a multi-beam depth measuring device (see, for example, Patent Document 2). The multi-beam sounding device can measure a wide range of depth at a relatively high density.
深度をD、送信パルスの送信間隔をTとし、(2D/1500)<Tの場合では、図3Aに示すように、送信パルスと受信エコーの時間差が(2D/1500)に対応したものとなり、この時間差から深度を測定できる。しかしながら、(2D/1500)≧Tの場合では、図3Bに示すように、次の送信パルスの送出後に受信エコーが到来するので、受信エコーがどちらの送信パルスに対応したものかが分からなくなり、時間差FDに基づいて誤った深度を計測することになる。したがって、従来では(2D/1500)<Tの条件が必要であった。 When the depth is D, the transmission interval of transmission pulses is T, and (2D / 1500) <T, the time difference between the transmission pulse and the reception echo corresponds to (2D / 1500), as shown in FIG. The depth can be measured from this time difference. However, in the case of (2D / 1500) ≧ T, as shown in FIG. 3B, since the reception echo arrives after the transmission of the next transmission pulse, it is not known which transmission pulse the reception echo corresponds to. An incorrect depth is measured based on the time difference FD. Therefore, conventionally, the condition of (2D / 1500) <T was necessary.
送信周期を短くできないことは、測深の水平方向分解能を小さくできないことになる。図4を参照して船の進行方向(水平方向)の計測の分解能について説明する。船速V(m/s)で深度D(m)の測深を行う場合の水平方向の分解能ΔH(m)は次式で表される。
ΔH=VT>2DV/1500
If the transmission cycle cannot be shortened, the horizontal resolution of depth measurement cannot be reduced. The resolution of measurement in the traveling direction (horizontal direction) of the ship will be described with reference to FIG. The horizontal resolution ΔH (m) when the depth D (m) is measured at the ship speed V (m / s) is expressed by the following equation.
ΔH = VT> 2DV / 1500
例えば船が10kt(時速10×1.852km)で航行し、送信の周期が1秒の場合、約5m毎にしか測深データは得られない。深度1,000mの海底を計測するには、送信周期Tを
(1,000×2)/1,500=1.33秒以上にしないと計測できないが、船が10ktで航行すれば1.33秒後には6.7m進んでいるので、計測の分解能ΔHは6.67mということになる。マルチビーム測深装置は一度に広い範囲の深度を計測できるが、船の進行方向の計測の分解能はシングルビームと同様である。
For example, if a ship navigates at 10 kt (10 × 1.852 km / h) and the transmission cycle is 1 second, depth measurement data can be obtained only about every 5 m. To measure the seabed at a depth of 1,000m, the transmission cycle T must be (1,000 × 2) /1,500=1.33 seconds or more, but if the ship sails at 10 kt, it is 1.33. Since it has advanced 6.7 m after 2 seconds, the measurement resolution ΔH is 6.67 m. The multi-beam sounding device can measure a wide range of depth at a time, but the resolution of the ship's direction of travel is the same as that of a single beam.
従来の音響測深装置では、計測の分解能を高くするためには船の速度を低下させる以外に方法がなかった。したがって、従来の音響測深装置は、測深の分解能を高くする場合に測深に要する時間が長くなる問題があった。 In the conventional acoustic sounding device, there was no method other than reducing the speed of the ship in order to increase the measurement resolution. Therefore, the conventional acoustic sounding device has a problem that the time required for sounding is long when the sounding resolution is increased.
本発明の発明者は、かかる問題を解決することができる音響測深装置を提案している。すなわち、疑似雑音系列信号によって送信信号を形成し、超音波のエコーを受信し、エコーを疑似雑音系列信号によって相関処理を行うことによって、送信信号と対応するエコーを判別し、送信信号及びエコーの時間差に基づいて深度生データを取得する。送信信号の周期は、水中の音波の速度をVuとし、深度をDとする場合に、(2D/Vu)以下とできる。 The inventor of the present invention has proposed an acoustic sounding device capable of solving such a problem. That is, the transmission signal is formed by the pseudo noise sequence signal, the echo of the ultrasonic wave is received, the echo is correlated with the pseudo noise sequence signal, the echo corresponding to the transmission signal is discriminated, and the transmission signal and the echo Obtain raw depth data based on the time difference. The cycle of the transmission signal can be (2D / Vu) or less when the velocity of the sound wave in water is Vu and the depth is D.
受信部が真のエコーのみを受信できればよいが、実際には、送信信号のゴーストや、受信信号のゴーストが混在しており、正確な測定が妨げられる問題があった。 Although it is only necessary that the receiving unit can receive only true echo, in reality, there is a problem that ghosts of transmission signals and ghosts of reception signals are mixed, preventing accurate measurement.
したがって、本発明の目的は、ゴーストの影響を除去して正確な測定を可能とする音響測深装置及び音響測深方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an acoustic sounding device and an acoustic sounding method that enable accurate measurement by removing the influence of a ghost.
本発明の第1の発明は、船舶などの移動体に設置され、水中の測定対象を探知する音響測深装置において、
疑似雑音系列信号を生成する疑似雑音系列発生回路及び送信タイミングの疑似雑音系列信号によって搬送波信号を変調して送信信号を形成する変調回路を有する送信信号形成部と、
送信信号を超音波として水中に送出する送信部と、
真のエコーと、送信信号のゴーストと、受信信号のゴーストを含む受信信号を受信する受信部と、
受信信号を疑似雑音系列信号によって相関処理を行うことによって、送信信号及び真のエコーの時間差に基づいて測定対象までの距離を測定する相関器と、
送信信号の送信間隔を変更し、真のエコーが送信ゴーストとタイミングが重なり合わないようにする送信周期変更回路と
を備え、
送信信号の周期は、水中の音波の速度をVuとし、測定対象までの距離をDとする場合に、(2D/Vu)以下とされた音響測深装置である。
本発明の第2の発明は、船舶などの移動体に設置された音響測深装置によって水中の測定対象を探知する音響測深方法において、
疑似雑音系列発生回路によって疑似雑音系列信号を生成し、送信タイミングの疑似雑音系列信号によって搬送波信号を変調して送信信号を形成し、
送信信号を超音波として水中に送出し、
真のエコーと、送信信号のゴーストと、受信信号のゴーストを含む受信信号を受信し、
相関器によって受信信号を疑似雑音系列信号によって相関処理を行うことによって、送信信号及び真のエコーの時間差に基づいて測定対象までの距離を測定し、
送信周期変更回路によって送信信号の送信間隔を変更し、真のエコーが送信ゴーストとタイミングが重なり合わないようにし、
送信信号の周期は、水中の音波の速度をVuとし、測定対象までの距離をDとする場合に、(2D/Vu)以下とされた音響測深方法である。
1st invention of this invention is installed in moving bodies, such as a ship, In the acoustic sounding device which detects the measuring object in water,
A transmission signal forming unit having a pseudo noise sequence generation circuit for generating a pseudo noise sequence signal and a modulation circuit for modulating a carrier wave signal by a pseudo noise sequence signal at a transmission timing to form a transmission signal;
A transmission unit for transmitting the transmission signal as ultrasonic waves into the water;
A receiver that receives a received signal including a true echo, a ghost of a transmission signal, and a ghost of a reception signal;
Correlator that measures the distance to the measurement object based on the time difference between the transmission signal and the true echo by performing correlation processing on the received signal with the pseudo noise sequence signal;
A transmission cycle changing circuit that changes the transmission interval of the transmission signal and prevents the true echo from overlapping the timing of the transmission ghost,
The period of the transmission signal is an acoustic sounding device in which the velocity of the sound wave in water is Vu and the distance to the measurement target is D, which is (2D / Vu) or less.
According to a second aspect of the present invention, there is provided an acoustic sounding method for detecting a measurement target in water by an acoustic sounding device installed in a moving body such as a ship.
A pseudo noise sequence signal is generated by a pseudo noise sequence generation circuit, a carrier signal is modulated by a pseudo noise sequence signal at a transmission timing, and a transmission signal is formed.
Send the transmission signal into the water as ultrasonic waves,
Receive the received signal including the true echo, the ghost of the transmitted signal, and the ghost of the received signal,
By performing correlation processing on the received signal with the pseudo-noise sequence signal by the correlator, the distance to the measurement object is measured based on the time difference between the transmission signal and the true echo,
Change the transmission interval of the transmission signal by the transmission cycle change circuit so that the true echo does not overlap the timing with the transmission ghost,
The period of the transmission signal is an acoustic sounding method in which the velocity of the sound wave in water is Vu and the distance to the measurement target is D, which is (2D / Vu) or less.
本発明によれば、受信信号に含まれる真のエコー以外の送信ゴースト及び/又は受信ゴーストを除去することができ、正確な測定が可能となる。また、画面表示をみやすいものとできる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本発明中に記載されたいずれの効果であってもよい。また、以下の説明における例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。 According to the present invention, transmission ghosts and / or reception ghosts other than true echoes included in a received signal can be removed, and accurate measurement can be performed. In addition, the screen display can be easily viewed. In addition, the effect described here is not necessarily limited, Any effect described in this invention may be sufficient. Further, the contents of the present invention are not construed as being limited by the exemplified effects in the following description.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の好適な具体例であり、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの実施の形態に限定されないものとする。
本発明の説明は、以下の順序にしたがってなされる。
<1.参考例>
<2.一実施の形態>
<3.変形例>
Embodiments of the present invention will be described below. The embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention is not limited to the following description. Unless otherwise specified, the present invention is not limited to these embodiments.
The description of the present invention will be made in the following order.
<1. Reference example>
<2. Embodiment>
<3. Modification>
<1.参考例>
図5は、本発明の実施形態を理解するための参考例による音響測深装置の電気的構成を示す。一定周期のパルス信号の送信トリガパルスを発生する送信トリガ発生器1が設けられており、送信トリガパルスがPN系列発生器としてのゴールドコード発生器2及び表示又は記録装置10に供給される。表示及び/又は記録装置10は、液晶等の表示装置及び/又は半導体メモリ等の記録装置と表示又は記録のための演算装置とを含んでいる。
<1. Reference example>
FIG. 5 shows an electrical configuration of an acoustic sounding device according to a reference example for understanding the embodiment of the present invention. A
ゴールドコード発生器2は、送信トリガパルスと同期してゴールドコードを発生する。ゴールドコード以外のM系列等のPN(Pseudorandom Noise)系列を使用しても良い。ゴールドコードがパルス変調器3に供給され、ゴールドコードが例えばBPSK(Binary Phase Shift Keying)によってデジタル変調される。搬送波の周波数は数kHz〜数百kHzとされる。
The
パルス変調器3の出力信号が送信アンプ4に供給され、送信アンプ4において増幅等の処理がなされる。送信アンプ4の出力信号が送波器5に供給される。送波器5から水中に対して超音波が順次送出される。発射された水中超音波のエコーが受波器6によって順次受波される。送波器5及び受波器6としては一体型の構成を使用してもよい。
The output signal of the
受波器6からの受波データが受信アンプ7に供給され、増幅等の処理を受けて後、ゴースト除去回路11に供給される。ゴースト除去回路11は、減算器12と送信ゴーストレプリカメモリ13を備えている。減算器12では、受信アンプ7からの受波データから送信ゴーストレプリカメモリ13からの送信ゴーストレプリカが減算される。ゴースト除去回路11については、後で詳細に説明する。
The received data from the
ゴースト除去回路11の出力が相関器8に供給される。相関器8の出力が検波回路9に供給される。相関器8によって送信パルスに対応する受信エコーが取り出される。検波回路9は表示のための演算(例えばA/D変換)を行う。検波回路9の出力が表示及び/又は記録装置8に供給され、送信パルスに対してエコーが受信されるまでの時間がそれぞれ表示及び/又は記録される。
The output of the
図6は、相関検出の処理を示している。受信エコー信号が4064ステップのシフトレジスタSRに直列に入力される。なお、シフトレジスタSRに対して前後の複数の受信エコー信号を加算するなどしてSN比を向上させることが好ましい。加算処理によってノイズが低減でき、低い送信出力とすることが可能になり、装置の小型化や省電力設計が可能になる。シフトレジスタSRを動作させるシフトクロックが(20×8=1,600kHz=1.6MHz)とされている。この周波数は一例であって搬送波周波数(20kHz)の2倍以上の周波数のシフトクロックを使用できる。受信エコー信号がシフトレジスタSRに供給されることによって搬送波信号の8倍の周波数でもってサンプリングされる。 FIG. 6 shows the correlation detection process. The received echo signal is input in series to the 4064-step shift register SR. It is preferable to improve the S / N ratio by adding a plurality of reception echo signals before and after the shift register SR. Noise can be reduced by the addition processing, and a low transmission output can be achieved, which enables downsizing of the apparatus and power saving design. The shift clock for operating the shift register SR is (20 × 8 = 1, 600 kHz = 1.6 MHz). This frequency is an example, and a shift clock having a frequency twice or more the carrier frequency (20 kHz) can be used. The received echo signal is sampled at a frequency eight times that of the carrier signal by being supplied to the shift register SR.
シフトレジスタSRに対して並列に演算回路EXA1〜EXA127が設けられている。演算回路EXA1〜EXA127のそれぞれは、排他的論理和回路と加算回路(4064回路)とから構成されている。演算回路EXA1〜EXA127のそれぞれの排他的論理和回路に対して共通にシフトレジスタSRの4064ビットが供給される。 Arithmetic circuits EXA1 to EXA127 are provided in parallel to the shift register SR. Each of the arithmetic circuits EXA1 to EXA127 includes an exclusive OR circuit and an adder circuit (4064 circuit). The 4064 bits of the shift register SR are commonly supplied to the exclusive OR circuits of the arithmetic circuits EXA1 to EXA127.
一方、演算回路EXA1〜EXA127のそれぞれの排他的論理和回路に対してゴールドコードのコードG1のレプリカ(レプリカは4064ビット)、コードG2のレプリカ、・・・、コードG127のレプリカがそれぞれ供給される。排他的論理和回路は、2つの入力のビットが同じ値であれば、出力が“0”となり、2つの入力のビットが異なる値であれば、出力が“1”となる。各排他的論理和回路の4064ビットの出力が加算される。加算は、“1”の個数がNであれば、Nの値の振幅の信号を出力するものである。否定論理をとることによって、2つの入力が一致するほど大きな値の出力が得られる。演算回路EXA1〜EXA127の加算出力は図7に示すものとなる。大きな振幅の出力が送信パルスのゴールドコードと一致する受信エコー信号を示している。 On the other hand, a gold code code G1 replica (replica is 4064 bits), a code G2 replica,..., A code G127 replica are supplied to the exclusive OR circuits of the arithmetic circuits EXA1 to EXA127, respectively. . The exclusive OR circuit outputs “0” if the two input bits have the same value, and outputs “1” if the two input bits have different values. The 4064-bit output of each exclusive OR circuit is added. In the addition, if the number of “1” is N, a signal having an amplitude of N is output. By taking negative logic, an output with a larger value can be obtained as the two inputs coincide. The addition outputs of the arithmetic circuits EXA1 to EXA127 are as shown in FIG. A large amplitude output indicates a received echo signal that matches the gold code of the transmitted pulse.
図8は、表示及び/又は記録装置10において表示を行う場合を説明するものである。表示及び/又は記録装置10に対しては送信トリガパルスが供給されており、送信トリガパルスのタイミングが画面の上側の発信線(0m)として表示される。送信トリガパルスに対する検波回路9からの検波信号を例えば色を付けて表示する。送信トリガパルスは数Hzから数十Hzの速い繰り返し信号であるので、相関器8からの送信トリガパルスのそれぞれに対応した検波信号を順次並べるように表示することによって、従来の音響測深装置と比較して数倍から数十倍の速さで測深画像が現れることになる。
FIG. 8 illustrates a case where display is performed on the display and / or
図9は、パルス変調の一例を説明するものである。例えば200kHzの搬送波の4周期
(4波)毎にゴールドコードのビットの“0”及び“1”と対応して位相を0及びπに切り替える。搬送波の周波数は一例であり、他の周波数であってもよく、BPSK以外のQPSK等の変調方式を使用してもよい。さらに、位相変調に限らず、振幅変調を使用してもよい。
FIG. 9 illustrates an example of pulse modulation. For example, the phase is switched between 0 and π in correspondence with the gold code bits “0” and “1” every four periods (four waves) of a 200 kHz carrier wave. The frequency of the carrier wave is an example, and other frequencies may be used, and a modulation scheme such as QPSK other than BPSK may be used. Further, not only phase modulation but also amplitude modulation may be used.
相関器8においてデジタル信号処理で相関検出がなされる。1ビットが4周期で構成されており、各周期が8サンプルでデジタル化される。したがって、ゴールドコードのコードが127ビットの場合、一つの受信エコー信号は、(127×4×8=4064ビット)となる。
上述した改良された音響測深装置では、送信信号及び受信エコー信号(海底エコー)を識別することができる。図10に示すように、送信信号Aと送信信号Bとが異なるゴールドコードとされている。送信信号Aと対応する受信エコー信号が送信信号Bの後に受信されてその受信エコー信号が送信Aに対応するものであることを識別できる。したがって、従来のような送信周期Tに関する制限((2D/1500)<T)をなくすことができる。 The improved acoustic sounding device described above can identify transmitted signals and received echo signals (seafloor echoes). As shown in FIG. 10, the transmission signal A and the transmission signal B are different gold codes. A reception echo signal corresponding to the transmission signal A is received after the transmission signal B, and it can be identified that the reception echo signal corresponds to the transmission A. Therefore, the restriction ((2D / 1500) <T) related to the transmission cycle T as in the prior art can be eliminated.
改良された音響測深装置では水平方向の分解能が次式に示すものとなる。
ΔH=VT
In the improved acoustic sounding device, the horizontal resolution is as shown in the following equation.
ΔH = VT
例えば船が10kt(時速10×1.852km)で航行し、送信の周期が0.01秒の場合、ΔH=0.05mとなり、測深深度とは無関係に水平方向の分解能(計測間隔)を決めることができる。深度にかかわらず、送信周期Tと船速Vのみから水平方向の分解能ΔHが決められる。このように、送信周期Tを短いものとでき、深度とは関係なく測深が可能となり、高い水平の計測分解能を得ることができる。 For example, if a ship sails at 10 kt (10 × 1.852 km / h) and the transmission cycle is 0.01 seconds, ΔH = 0.05 m, and the horizontal resolution (measurement interval) is determined regardless of the depth of measurement. be able to. Regardless of the depth, the horizontal resolution ΔH is determined only from the transmission cycle T and the ship speed V. Thus, the transmission cycle T can be shortened, depth measurement can be performed regardless of the depth, and high horizontal measurement resolution can be obtained.
なお、送信信号の識別は周波数などによっても行うことができるが、周波数弁別方式では使用する周波数範囲を広くすると、水中の伝搬損失が周波数によって異なるので、探知距離に周波数差が出るなど好ましくない。改良された音響測深装置では1つの周波数によって送信信号を識別するので、かかる問題が生じない。すなわち、送信信号を識別できるので、送信周期は従来のように海底のエコーが返ってきてから次の送信信号を発射するという制約がなくなり、短い送信周期で測深が可能なり、水平方向の分解能を飛躍的に向上させることができる。 Although the transmission signal can be identified by frequency or the like, in the frequency discrimination method, if the frequency range to be used is widened, propagation loss in water varies depending on the frequency, which is not preferable because a frequency difference appears in the detection distance. In the improved acoustic sounding device, since the transmission signal is identified by one frequency, such a problem does not occur. In other words, since the transmission signal can be identified, there is no restriction that the next transmission signal is emitted after the echo of the seabed is returned as in the conventional transmission cycle, depth measurement is possible with a short transmission cycle, and the horizontal resolution is reduced. It can be improved dramatically.
次に、本発明の参考例のゴースト除去回路11について説明する。図11Aは、音響測深装置の送信信号と受信信号の生波形である。この図11Aの例では、送信間隔は10msec で送信回数は1秒に100回の送信信号と受信信号が現れている。生波形を図6に示す相関器を通過させることによって、図11Bに示すような相関処理後の波形が得られる。
Next, the
相関処理後の波形には、本来の海底エコー以外に送信のゴースト(送信ゴーストと適宜称する)や受信のゴースト(受信ゴーストと適宜称する)が現れ、ターゲットとする海底エコーに基づく測定を妨害する場合がある。そこで、本発明は、この妨害になる送信ゴースト及び受信ゴーストが除去するものである。 In the case of the waveform after the correlation processing, a transmission ghost (referred to as a transmission ghost) or a reception ghost (referred to as a reception ghost) appears in addition to the original submarine echo, which interferes with the measurement based on the target bottom echo There is. Therefore, the present invention eliminates the transmission ghost and the reception ghost that are obstructed.
図12Aは、図11Aと同様の波形である。図12Bは、図12Aの波形から送信ゴースト信号を除去した後の波形である。送信ゴースト信号を除去した後は受信信号しか残らないので、その波形を相関処理すると、図12Cに示すような波形になり、若干は送信波形のゴーストが残ると予想されるものの、ゴーストの影響が少ない受信信号が得られる。 FIG. 12A shows the same waveform as FIG. 11A. FIG. 12B is a waveform after the transmission ghost signal is removed from the waveform of FIG. 12A. Since only the received signal remains after the transmission ghost signal is removed, if the waveform is subjected to correlation processing, a waveform as shown in FIG. 12C is obtained. Although a ghost of the transmission waveform is expected to remain slightly, the influence of the ghost is affected. A small received signal can be obtained.
図5の全体構成のブロック図においても示しているが、ゴースト除去回路11及び相関器8を図13に示す。図13に示すように、受信アンプ7の出力信号からあらかじめ記憶しておいた送信信号ゴーストレプリカ波形を減速ポイント回路12において減算することによってゴースト除去ができる。減算回路12からのゴースト除去後の信号を相関器8によって相関処理すればゴーストが除去された信号を得ることができる。
The
図14Aが送信信号(TXGC1,TXGC2,TXGC3,・・・)及び受信信号(RXGC1,RXGC2,RXGC3,・・・)の生波形を示す。図14Bが送信信号のゴーストレプリカを示す。減算回路12の出力信号である。相関器8の相関処理後の波形の二つの例
(波形1及び波形2)を図14Dに示す。
FIG. 14A shows the raw waveforms of the transmission signal (TXGC1, TXGC2, TXGC3,...) And the reception signal (RXGC1, RXGC2, RXGC3,...). FIG. 14B shows a ghost replica of the transmission signal. This is an output signal of the
ゴースト除去処理は、相関処理の前に限らず、相関処理の後でも行うことができる。図15に示すように、送信信号ゴーストレプリカメモリ14に相関処理後の送信信号ゴーストレプリカを記憶しておく。相関器8からの相関処理後の信号から対応している送信信号ゴーストレプリカを減算回路151,152,・・・15127によって減算することによってゴースト除去処
理を行うことができる。
The ghost removal process can be performed not only before the correlation process but also after the correlation process. As shown in FIG. 15, the transmission signal ghost replica after correlation processing is stored in the transmission signal
送信信号ゴーストレプリカの生成方法について図16を参照して説明する。図16Aに示す送信信号を相関器に入力し、図16Bに示す127種類の相関出力信号(G1replica,G2replica,・・・G127replica)がゴーストレプリカ信号となる。これらのゴーストレプリ
カ信号が送信信号ゴーストレプリカメモリ14に記憶される。
A method of generating a transmission signal ghost replica will be described with reference to FIG. The transmission signal shown in FIG. 16A is input to the correlator, and 127 types of correlation output signals (G1replica, G2replica,... G127replica) shown in FIG. 16B become ghost replica signals. These ghost replica signals are stored in the transmission signal
図17は送信信号ゴーストを除去する処理を示す波形図である。図17Aは、音響測深装置の送信信号と受信信号の生波形である。図17Bは、この生波形を相関器8に出力し、相関器8から得られる出力例えばG1信号出力である。図17Cが送信信号ゴーストレプリカメモリ14に記憶されている対応する送信信号ゴーストレプリカG1レプリカである。
FIG. 17 is a waveform diagram showing processing for removing a transmission signal ghost. FIG. 17A is a raw waveform of the transmission signal and the reception signal of the acoustic sounding device. FIG. 17B shows the output obtained by outputting this raw waveform to the
G1信号出力から送信信号ゴーストレプリカG1レプリカを減算回路151によって減算処
理することによって、図17Dに示すように、ゴースト除去後の受信信号が得られる。他の相関器8の出力に関しても同様に、ゴーストを除去することができる。図17Dには、G1信号出力に関するゴースト除去後の信号とG2信号出力に関するゴースト除去後の信号を示す。
By subtracting the transmission signal ghost replica G1 replica by subtracting
図15に示す上述したゴースト除去回路は、前述の相関処理前にゴースト処理を行うゴースト除去回路(図13)と比較してメモリ規模及び回路規模が大きくなる。さらに、ある。また、相関処理前と処理後のゴースト除去処理を併せて行えばゴースト除去効果をより大きくすることができる。 The above-described ghost removal circuit shown in FIG. 15 has a larger memory scale and circuit scale than the ghost removal circuit (FIG. 13) that performs ghost processing before the above-described correlation processing. In addition, there is. Further, if the ghost removal processing before and after the correlation processing is performed together, the ghost removal effect can be further increased.
図18は、ゴースト除去の処理を行っていない場合の音響測深装置の表示画像の一例である。画面の横軸が時間を示し、その縦軸が水深を示す。画面の横側に表示を生じさせるゴーストを含む受信信号を示す。この受信信号には、順に下記の信号が含まれており、それぞれが画面中の表示を生じさせる。例えば送信回数が50回/秒である。 FIG. 18 is an example of a display image of the acoustic sounding device when ghost removal processing is not performed. The horizontal axis of the screen shows time, and the vertical axis shows water depth. Fig. 4 shows a received signal including a ghost that causes a display on the side of the screen. This received signal includes the following signals in order, each causing a display on the screen. For example, the number of transmissions is 50 times / second.
送信信号TXGC1:海面(水深0m)
真の受信信号RXGC1:真の海底エコーの表示E(水深約70m付近で波をうっている波形)
送信信号TXGC2〜TXGC6のゴースト:それぞれと対応する送信ゴーストG2〜G6(15m毎に直線状に現れている)
受信信号RXGC124〜RXGC127のゴースト:それぞれと対応する受信ゴーストGE124〜GE127(海底のエコーのゴースト)
Transmission signal TXGC1: Sea level (water depth 0m)
True received signal RXGC1: Display E of true seafloor echo (wave that swells at about 70m depth)
Ghosts of transmission signals TXGC2 to TXGC6: transmission ghosts G2 to G6 corresponding to the transmission signals TXGC2 to TXGC6 (appearing in a straight line every 15 m)
Ghosts of reception signals RXGC124 to RXGC127: reception ghosts GE124 to GE127 (ghosts of seabed echoes) corresponding to the ghosts, respectively.
ここで、ゴーストを除去できるとすると、図19Aに示すゴースト除去前の表示画像と図19Bに示すゴースト除去後の表示画像を比較するとわかるように、すこぶる見やすい画像を得ることができる。図19は、実際の海で実験によって得た画像(図19A)に対してゴースト除去を施したときの画像(図19B)である。 Here, assuming that the ghost can be removed, it is possible to obtain a very easy-to-see image as can be seen by comparing the display image before ghost removal shown in FIG. 19A and the display image after ghost removal shown in FIG. 19B. FIG. 19 is an image (FIG. 19B) obtained when ghost removal is performed on an image (FIG. 19A) obtained by an experiment in an actual sea.
図20を参照して送信ゴーストレプリカの生成方法の一例について説明する。図5と対応する構成部分には同一の参照符号を付すことにする。水を入れた無響水槽21内に送波用振動子5及び受波用振動子6を収納する。無響水槽21を使用するのは、不要な受信信号を生じさせないためである。そして、通常の音響測深を行い、送信信号に対応する受信信号を送信ゴーストレプリカとして送信ゴーストレプリカメモリに保存する。無響水槽21の代わりに受信エコーが現れないような深い海で送受信を行い、同様に送信ゴーストレプリカを得るようにしてもよい。
An example of a transmission ghost replica generation method will be described with reference to FIG. Components corresponding to those in FIG. 5 are given the same reference numerals. The transmitting
ゴーストは受信信号に対しても現れるので、受信信号のゴースト除去も必要である。図21は、受信信号のゴースト除去の方法の一例を示す。図21Aは、送信信号と受信信号の生波形である。図21Bは、送信ゴースト除去後の受信信号を相関器8で処理した時の一つの信号出力を示す。図21Bの波形の中で鋭いピークを持つ信号のみを抽出すると、図21Cに示すようになる。同様に、相関器8の他の信号出力及びその中で抽出された波形を図21D及び図21Eにそれぞれ示す。
Since the ghost appears in the received signal, it is necessary to remove the ghost from the received signal. FIG. 21 shows an example of a method for removing ghost from a received signal. FIG. 21A is a raw waveform of a transmission signal and a reception signal. FIG. 21B shows one signal output when the received signal after transmission ghost elimination is processed by the
図21Bから図21Eに示すように、相関処理後の受信信号は、真のエコーとゴーストエコーには明らかな差がある。それは、真のエコーは鋭いピークをもつ波形となるが、ゴーストエコーは鋭いピークを持たない波形となる。したがって、受信信号のゴースト除去は、相関処理後に鋭いピークを持つ波形だけを残して他の信号は消し去る方法でゴースト除去が行える。 As shown in FIGS. 21B to 21E, the received signal after the correlation processing has a clear difference between the true echo and the ghost echo. That is, a true echo has a waveform with a sharp peak, whereas a ghost echo has a waveform without a sharp peak. Therefore, the ghost removal of the received signal can be performed by a method in which only the waveform having a sharp peak is left after the correlation processing and other signals are erased.
<2.一実施の形態>
次に本発明の一実施の形態について説明する。一実施の形態は、送信周期を変更して送信ゴーストと受信信号が重ならないようにする方法である。すなわち、送信ゴーストと受信エコーが重ならないように送信周期を調整する方法である。
<2. Embodiment>
Next, an embodiment of the present invention will be described. In one embodiment, the transmission cycle is changed so that the transmission ghost and the reception signal do not overlap. That is, this is a method of adjusting the transmission cycle so that the transmission ghost and the reception echo do not overlap.
図22を参照して一実施の形態について概略的に説明する。図22Aは、送信回数が50回/秒の場合の表示画像を示す。送信ゴーストが所定の水深の間隔で直線状に現れている。この場合では、海底エコーと送信ゴーストが重なって一部海底エコーが認識しにくい箇所がある。図22Bは、破線の位置で送信回数を40回/秒に変更した場合の表示画像である。送信の間隔が長くなるので、送信ゴーストの現れる水深の間隔がより大きくなり、海底エコーと送信ゴーストが重なって一部海底エコーが認識しにくい箇所がなくなる。 An embodiment will be schematically described with reference to FIG. FIG. 22A shows a display image when the number of transmissions is 50 times / second. Transmission ghosts appear linearly at predetermined water depth intervals. In this case, there is a part where the sea bottom echo overlaps with the transmission ghost and it is difficult to recognize a part of the sea bottom echo. FIG. 22B is a display image when the number of transmissions is changed to 40 times / second at the position of the broken line. Since the transmission interval becomes longer, the interval between the water depths where the transmission ghost appears becomes larger, and there is no place where the seabed echo and the transmission ghost overlap to make it difficult to recognize a part of the seabed echo.
最初、送信回数50回/秒で海底エコーを送信ゴーストの間に捉えていたとする。海底が徐々に深くなって送信ゴーストと海底エコーが重なりそうになると送信回数を50回/秒から40回/秒にすることによって海底エコーと送信ゴーストは重なることなく送信ゴーストの間に海底エコーを捉えることができる。送信周期を変更するアルゴリズムについて以下説明する。 First, assume that a seabed echo is captured during a transmission ghost at a transmission frequency of 50 times / second. When the seabed gradually deepens and the transmission ghost and the seabed echo are likely to overlap, the number of transmissions is changed from 50 times / second to 40 times / second so that the seabed echo and the transmission ghost do not overlap with each other. Can be caught. An algorithm for changing the transmission cycle will be described below.
相関後の受信信号が送信ゴーストと重ならない条件について図23を参照して説明する。図23Aは、順次送信される送信信号(TXGC1,TXGC2,TXGC3,・・・)及び受信信号(TXGC1,TXGC2,TXGC3,・・・)を示し、図23Bは、これらの送信信号の相関後の信号を示す。相関後の鋭いピークを持つ波形が送信信号に対応する受信信号である。下記のようにパラメータを表記する。 The conditions under which the correlation received signal does not overlap with the transmission ghost will be described with reference to FIG. FIG. 23A shows transmission signals (TXGC1, TXGC2, TXGC3,...) And reception signals (TXGC1, TXGC2, TXGC3,...) That are sequentially transmitted, and FIG. Signals are shown. A waveform having a sharp peak after correlation is a reception signal corresponding to the transmission signal. Indicate the parameters as follows.
送信周期 Tint=M(1/sec)
送信間隔 Tdur=1/M(sec)
ターゲットまでの距離 Dist(m)
水中音速 c(m/sec)
送信パルス幅 Pwidth
Transmission cycle Tint = M (1 / sec)
Transmission interval Tdur = 1 / M (sec)
Distance to target Dist (m)
Underwater sound velocity c (m / sec)
Transmission pulse width Pwidth
受信信号が送信パルスと重ならないための条件は、n回目の送信信号とn+1回目の送信信号の間に受信信号がくるように送信周期を可変することである。数式で表すと次の式となる。 The condition for the reception signal not to overlap the transmission pulse is to change the transmission cycle so that the reception signal comes between the nth transmission signal and the (n + 1) th transmission signal. This is expressed by the following formula.
nTdur+2Pwidth<2Dist/c<(n+1)Tdur−Pwidth nTdur + 2Pwidth <2Dist / c <(n + 1) Tdur-Pwidth
図24Aは送信回数が例えば50回/秒のゴールドコード送信信号を示し、図24Bが相関後の出力信号を示す。図24A及び図24Bは、送信信号TXGC1に対応する受信信号RXGC1が送信信号TXGC4のゴーストと非常に接近している状態(重なり合う直前の状態)を示す。この結果、海底のエコーの表示が送信ゴーストの表示と非常に接近しているため、海底のエコーの表示が見にくくなる。 FIG. 24A shows a gold code transmission signal having a transmission count of 50 times / second, for example, and FIG. 24B shows an output signal after correlation. 24A and 24B show a state where the reception signal RXGC1 corresponding to the transmission signal TXGC1 is very close to the ghost of the transmission signal TXGC4 (a state immediately before overlapping). As a result, the display of the seabed echo is very close to the display of the transmission ghost, so that the display of the seabed echo becomes difficult to see.
そこで、ユーザの操作又は自動的に送信回数を40回/秒に変更する。図24Cは変更後のゴールドコード送信信号を示し、図24Dが相関後の出力信号を示す。このようにすると、受信信号RXGC1のタイミングを3番目の送信信号と4番目の送信信号の間とすることができ、海底のエコーの表示が見やすくなる。 Therefore, the number of transmissions is changed to 40 times / second by a user operation or automatically. FIG. 24C shows the changed gold code transmission signal, and FIG. 24D shows the output signal after correlation. In this way, the timing of the reception signal RXGC1 can be set between the third transmission signal and the fourth transmission signal, and the display of echoes on the seabed is easy to see.
具体的に下記の条件で海底深度が100mのときの送信ゴーストと相関後の受信信号との関係を計算した。この場合のパラメータを次のように設定する。図25が具体的な値を示している。 Specifically, the relationship between the transmission ghost when the seabed depth is 100 m under the following conditions and the correlation received signal was calculated. The parameters in this case are set as follows. FIG. 25 shows specific values.
送信周期 Tint=M(1/sec)=50回
送信間隔 Tdur=1/M(sec)=20msec
ターゲットまでの距離 Dist(m)=100m
水中音速 c(m/sec)
送信パルス幅 Pwidth=2.54ms
送信周波数 freq=200kHz
Transmission cycle Tint = M (1 / sec) = 50 times Transmission interval Tdur = 1 / M (sec) = 20 msec
Distance to target Dist (m) = 100m
Underwater sound velocity c (m / sec)
Transmission pulse width Pwidth = 2.54ms
Transmission frequency freq = 200kHz
受信信号が送信パルスと重ならないための条件は、次の式で表される。送信1からターゲットまでの時間2Dist/cは、133.3msなので、上記条件では6回目の送信と7回目の送信の間にターゲットからの受信信号が入ることになる。
The condition for the received signal not to overlap the transmission pulse is expressed by the following equation. Since the
nTdur+2Pwidth<2Dist/c<(n+1)Tdur−Pwidth
=6×20+2×2.54<2×100/1500<7×20−2.54
=125.08<133.3<137.46
nTdur + 2Pwidth <2Dist / c <(n + 1) Tdur-Pwidth
= 6 × 20 + 2 × 2.54 <2 × 100/1500 <7 × 20−2.54
= 125.08 <133.3 <137.46
この例ではターゲットからの受信信号が、125.08msと137.46msの間に存在する場合には、送信ゴーストと受信信号が重ならないことがわかる。 In this example, when the received signal from the target exists between 125.08 ms and 137.46 ms, it can be seen that the transmission ghost and the received signal do not overlap.
上述した説明では、送信回数を減少させて送信ゴーストと受信信号が重ならないようにしている。しかしながら、逆に送信回数を増加させて送信ゴーストと受信信号が重ならないようにしてもよい。または、送信回数を増減可能としてもよい。図26に示す例は、送信回数を増やして海底エコーと送信ゴーストが重ならないようにした例である。この例では図26Aに示すように、海底が段々浅くなってきて海底エコーと送信ゴーストが重なってきている。図26Bに示すように、海底エコーと送信ゴーストが重なってきそうになる寸前で送信回数を増やして送信間隔を狭めることによって送信ゴーストと海底エコーが重なることを回避している。 In the above description, the transmission ghost and the received signal are not overlapped by reducing the number of transmissions. However, conversely, the number of transmissions may be increased so that the transmission ghost and the received signal do not overlap. Alternatively, the number of transmissions may be increased or decreased. The example shown in FIG. 26 is an example in which the number of transmissions is increased so that the sea bottom echo and the transmission ghost do not overlap. In this example, as shown in FIG. 26A, the seabed is gradually becoming shallower, and the seabed echo and the transmission ghost are overlapped. As shown in FIG. 26B, the transmission ghost and the seabed echo are prevented from overlapping by increasing the number of transmissions and reducing the transmission interval immediately before the seabed echo and the transmission ghost are likely to overlap.
図27は、一実施の形態の構成を示すブロック図である。図5に示す音響測深装置に対して、送信周期変更計算回路16を追加した構成である。図27では、上述した参考例によるゴースト除去回路11を設けている例であるが、必ずしもゴースト除去回路11を設ける必要はない。送信周期変更計算回路16は、送信トリガパルス発生器1に対して接続され、送信周期を可変するための回路である。送信周期変更計算回路16には、信号検波回路9の出力が供給されている。
FIG. 27 is a block diagram illustrating a configuration of an embodiment. It is the structure which added the transmission period
送信周期変更計算回路16の動作を図28のフローチャートを参照して説明する。最初は、送信回数のデフォルトの値例えば50回/秒に設定する(ステップST1)。
ステップST2(判定A)において、送信ゴーストの間に海底エコーが存在しているかどうかを判定する。すなわち、上述した数式で示す受信信号が送信パルスと重ならないための条件が満たされているかどうかが判定される。判定結果が肯定ならば、そのまま50回/秒を継続する。
ステップST2(判定A)の判定結果が否定の場合、処理がステップST3(判定B)に移る。
The operation of the transmission cycle
In step ST2 (determination A), it is determined whether or not there is a seabed echo during the transmission ghost. That is, it is determined whether or not a condition for preventing the reception signal indicated by the above-described mathematical formula from overlapping with the transmission pulse is satisfied. If the determination result is affirmative, 50 times / second is continued as it is.
If the determination result of step ST2 (determination A) is negative, the process proceeds to step ST3 (determination B).
ステップST3(判定B)では、図26に示したように、測定対象の水深が段々浅くなってきているかどうかが調べられる。判定結果が肯定の場合には、処理がステップST4に移る。ステップST4において、送信回数が増加され、受信信号がゴーストと重ならないようにする。ステップST3の判定結果が否定の場合には、処理がステップST5(判定C)に移る。 In step ST3 (determination B), as shown in FIG. 26, it is checked whether or not the water depth to be measured is gradually becoming shallower. If the determination result is affirmative, the process proceeds to step ST4. In step ST4, the number of transmissions is increased so that the received signal does not overlap with the ghost. If the determination result of step ST3 is negative, the process proceeds to step ST5 (determination C).
ステップST5(判定C)では、図22に示したように、測定対象の水深が段々深くなってきているかどうかが調べられる。判定結果が肯定の場合には、処理がステップST6に移る。ステップST6において、送信回数が減少され、受信信号がゴーストと重ならないようにする。ステップST5の判定結果が否定の場合には、処理がステップST1に移る。 In step ST5 (determination C), as shown in FIG. 22, it is checked whether or not the water depth to be measured is gradually increasing. If the determination result is affirmative, the process proceeds to step ST6. In step ST6, the number of transmissions is reduced so that the received signal does not overlap with the ghost. If the determination result of step ST5 is negative, the process proceeds to step ST1.
上述した処理は、一例であって、送信回数の増減を行うための判定を上述した記述と逆にしても良い。この場合は、一瞬海底エコーと送信ゴーストは交差するが、その後は送信ゴーストの間に海底エコーがくるからである。 The above-described processing is an example, and the determination for increasing or decreasing the number of transmissions may be reversed from the above description. In this case, the seabed echo and the transmission ghost intersect for a moment, but thereafter, the seabed echo comes between the transmission ghosts.
<3.変形例>
以上、本発明の実施の形態について具体的に説明したが、上述の各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。例えば、上述の実施の形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料及び数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料及び数値などを用いてもよい。例えば本発明はマルチビーム音響測深装置、開口合成ソナーに対しても適用することができる。
<3. Modification>
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible. For example, the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like given in the above-described embodiments are merely examples, and different configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like are used as necessary. May be. For example, the present invention is a multi-beam echo sounder, can be applied to aperture synthesis sonar.
1 送信トリガパルス発生器
2 ゴールドコード発生器
3 パルス変調器
5 送波器
6 受波器
8 相関器
10 表示及び/又は記録装置
11 ゴースト除去回路
16 送信周期変更計算回路
SR シフトレジスタ
EXA1〜EXA127 演算回路
DESCRIPTION OF
本発明は、移動体に設置され、水中の測定対象を探知する音響測深装置において、
疑似雑音系列信号を生成する疑似雑音系列発生回路及び送信タイミングの疑似雑音系列信号によって搬送波信号を変調して送信信号を形成する変調回路を有する送信信号形成部と、
送信信号を超音波として水中に送出する送信部と、
真のエコーと、送信信号のゴーストと、受信信号のゴーストを含む受信信号を受信する受信部と、
受信信号を疑似雑音系列信号によって相関処理を行い、送信信号と受信信号の疑似雑音系列信号が一致する場合に大きな値となる出力信号を発生する相関器と、
送信信号の送信間隔を変更し、真のエコーが送信信号のゴーストとタイミングが重なり合わないようにする送信周期変更回路と
を備え、
送信信号の周期は、水中の音波の速度をVuとし、測定対象までの距離をDとする場合に、(2D/Vu)以下とされた
音響測深装置である。
また、本発明は、移動体に設置された音響測深装置によって水中の測定対象を探知する音響測深方法において、
疑似雑音系列発生回路によって疑似雑音系列信号を生成し、送信タイミングの疑似雑音系列信号によって搬送波信号を変調して送信信号を形成し、
送信信号を超音波として水中に送出し、
真のエコーと、送信信号のゴーストと、受信信号のゴーストを含む受信信号を受信し、
相関器によって受信信号を疑似雑音系列信号によって相関処理を行い、送信信号と受信信号の疑似雑音系列信号が一致する場合に大きな値となる出力信号を形成し、
送信周期変更回路によって送信信号の送信間隔を変更し、真のエコーが送信信号のゴーストとタイミングが重なり合わないようにし、
送信信号の周期は、水中の音波の速度をVuとし、測定対象までの距離をDとする場合に、(2D/Vu)以下とされた
音響測深方法である。
This onset Ming is installed in the mobile, the echo sounder to detect the water to be measured,
A transmission signal forming unit having a pseudo noise sequence generation circuit for generating a pseudo noise sequence signal and a modulation circuit for modulating a carrier wave signal by a pseudo noise sequence signal at a transmission timing to form a transmission signal;
A transmission unit for transmitting the transmission signal as ultrasonic waves into the water;
A receiver that receives a received signal including a true echo, a ghost of a transmission signal, and a ghost of a reception signal;
The received signal have line correlation processing by the pseudo noise sequence signal, a correlator for generating an output signal as a large value when a pseudo noise sequence signal transmitted and received signals match,
A transmission period changing circuit that changes the transmission interval of the transmission signal and prevents the true echo from overlapping the timing of the ghost of the transmission signal ,
The period of the transmission signal is an acoustic sounding device in which the velocity of the sound wave in water is Vu and the distance to the measurement target is D, which is (2D / Vu) or less.
The present onset Ming, the echo sounder method for detecting the water measured by the installed sounder to the mobile,
A pseudo noise sequence signal is generated by a pseudo noise sequence generation circuit, a carrier signal is modulated by a pseudo noise sequence signal at a transmission timing, and a transmission signal is formed.
Send the transmission signal into the water as ultrasonic waves,
Receive the received signal including the true echo, the ghost of the transmitted signal, and the ghost of the received signal,
There line correlation processing by pseudo-noise sequence signal a received signal by the correlator to form an output signal which becomes a large value when a pseudo noise sequence signal transmitted and received signals match,
Change the transmission interval of the transmission signal by the transmission cycle change circuit so that the true echo does not overlap the timing of the ghost of the transmission signal ,
The period of the transmission signal is an acoustic sounding method in which the velocity of the sound wave in water is Vu and the distance to the measurement target is D, which is (2D / Vu) or less.
Claims (6)
疑似雑音系列信号を生成する疑似雑音系列発生回路及び送信タイミングの前記疑似雑音系列信号によって搬送波信号を変調して送信信号を形成する変調回路を有する送信信号形成部と、
前記送信信号を超音波として水中に送出する送信部と、
真のエコーと、前記送信信号のゴーストと、受信信号のゴーストを含む受信信号を受信する受信部と、
前記受信信号を前記疑似雑音系列信号によって相関処理を行うことによって、前記送信信号及び前記真のエコーの時間差に基づいて測定対象までの距離を測定する相関器と、
前記送信信号の送信間隔を変更し、前記真のエコーが前記送信ゴーストとタイミングが重なり合わないようにする送信周期変更回路と
を備え、
前記送信信号の周期は、水中の音波の速度をVuとし、測定対象までの距離をDとする場合に、(2D/Vu)以下とされた
音響測深装置。 In an acoustic sounding device that is installed on a moving body and detects a measurement object in water,
A transmission signal forming unit having a pseudo noise sequence generation circuit for generating a pseudo noise sequence signal and a modulation circuit for modulating a carrier wave signal by the pseudo noise sequence signal at the transmission timing to form a transmission signal;
A transmitter for transmitting the transmission signal as an ultrasonic wave into water;
A receiver that receives a received signal including a true echo, a ghost of the transmission signal, and a ghost of the reception signal;
A correlator that measures a distance to a measurement object based on a time difference between the transmission signal and the true echo by performing correlation processing on the received signal with the pseudo-noise sequence signal;
A transmission period changing circuit that changes a transmission interval of the transmission signal and prevents the true echo from overlapping the timing of the transmission ghost,
An acoustic sounding device in which the period of the transmission signal is set to (2D / Vu) or less when the velocity of the sound wave in water is Vu and the distance to the measurement target is D.
疑似雑音系列発生回路によって疑似雑音系列信号を生成し、送信タイミングの前記疑似雑音系列信号によって搬送波信号を変調して送信信号を形成し、
前記送信信号を超音波として水中に送出し、
真のエコーと、前記送信信号のゴーストと、受信信号のゴーストを含む受信信号を受信し、
相関器によって前記受信信号を前記疑似雑音系列信号によって相関処理を行うことによって、前記送信信号及び前記真のエコーの時間差に基づいて測定対象までの距離を測定し、
送信周期変更回路によって前記送信信号の送信間隔を変更し、前記真のエコーが前記送信ゴーストとタイミングが重なり合わないようにし、
前記送信信号の周期は、水中の音波の速度をVuとし、測定対象までの距離をDとする場合に、(2D/Vu)以下とされた
音響測深方法。 In an acoustic sounding method for detecting an underwater measurement object by an acoustic sounding device installed in a moving body,
A pseudo noise sequence signal is generated by a pseudo noise sequence generation circuit, a carrier signal is modulated by the pseudo noise sequence signal at the transmission timing, and a transmission signal is formed,
Sending the transmission signal into the water as ultrasonic waves,
Receiving a received signal including a true echo, a ghost of the transmitted signal, and a ghost of the received signal;
Correlating the received signal with the pseudo-noise sequence signal by a correlator measures the distance to the measurement object based on the time difference between the transmission signal and the true echo,
By changing the transmission interval of the transmission signal by a transmission period changing circuit, the true echo does not overlap the timing with the transmission ghost,
The acoustic sounding method, wherein the cycle of the transmission signal is set to (2D / Vu) or less, where Vu is the velocity of sound waves in water and D is the distance to the measurement target.
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