JP2022500648A - 平均音速プロファイルに基づく深度又は水深プロファイルの特定方法、かかる速度プロファイルの特定方法、及び関連するソナーシステム - Google Patents
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Abstract
Description
−上述のエコー時間測定の前に、水面下のより深い、又はより浅い位置にある異なる点における速度プロファイル、すなわち局所的に示される一連の速度値を音波により調査し、その後、
−以前に調査された速度値の、検討対象の水柱に沿った、調和平均と等しい有効速度を使用すること(同文書第3章2.2.4項)。
−少なくとも1つの送信器を使って水中環境中に音波を発射するステップと、
−幾つかの受信器を含む受信アンテナを使って前記音波を受信するステップであって、前記受信器は前記音波の受信時にそれぞれの複数の受信信号を出力する、ステップと、
−受信した音波の伝搬定数を前記受信信号に応じて特定するステップであって、前記伝搬定数は、音波の受信方向を示す、鉛直に関する受信角度の正弦を前記受信アンテナの深度における音波の局所伝搬速度で割ったものと等しい、ステップと、
−音波の伝搬時間を、音波の発射時間と受信時間とを隔てる持続時間に応じて特定するステップと、
−受信アンテナと送信器との間、又は受信アンテナと前記音波をその送信器から受信アンテナへの伝搬の途中で反射する水中要素との間の深度差又は鉛直に関する側方偏位を:
−前記伝搬時間に送信器の深度又は水中要素の深度における音波の平均速度値を乗じた積であって、前記平均速度値は、送信器の深度から受信アンテナの深度まで、又は前記水中要素の深度から受信アンテナの深度までのそれぞれの複数の深度における音波により示される複数の局所伝搬速度の調和平均を表す、積に応じて、及び
−鉛直と音波の有効伝搬方向との間に画定される平均伝搬角度であって、前記伝搬定数及び送信器の深度又は水中要素の深度における音波の前記平均速度値に応じて特定される平均伝搬角度
に基づいて特定するステップと、
を含む方法を提供する。
−前記平均速度値は平均速度プロファイルから特定され、平均速度プロファイルは、送信器の深度と受信アンテナの深度との間、又は前記水中要素の深度と受信アンテナの深度との間でそれ以前に調査された局所伝搬速度プロファイルの数値積分によって特定される;
−その長さ方向軸に平行に第一の位置から第二の位置への受信アンテナの変位が提供され、第一の位置に関する第一の音波の第一の伝搬時間及び受信音波の第一の伝搬定数と、それぞれ第二の位置に関する第二の音波の第二の伝搬時間及び第二の伝搬定数の特定を含み、前記平均速度値は、第一の伝搬時間、第二の伝搬時間、及び第二の伝搬定数に応じて特定される;
−送信器の深度と受信アンテナの深度との間、又は前記水中要素の深度と受信アンテナの深度との間に含まれる複数の深度に関する平均速度プロファイルを特定し、平均速度プロファイルから数値逆変換法によって局所伝搬速度プロファイルを推定するようになされている;
−前記深度差と鉛直に関する前記側方偏位の両方を特定するようになされている;
−前記深度差は、
−前記伝搬時間に前記平均速度値を乗じた積に、
−前記平均伝搬角度の余弦を乗じたもの
に関して1000分の1未満の相対偏差を示すように特定される;
−前記側方偏位は、
−前記伝搬時間に前記平均速度値を乗じた積に、
−前記平均伝搬角度の正弦を乗じたもの
に関して1000分の1未満の相対偏差を示すように特定される;
−前記平均速度は、送信器の深度から受信アンテナの深度まで、又は前記水中要素の深度から受信アンテナの深度までのそれぞれの複数の深度において音波が示す複数の局所伝搬速度の調和平均を表す;
−平均伝搬角度は、その正弦が前記伝搬定数に前記平均速度値を乗じた積に関して1000分の1未満の相対偏差を示すように特定される;
−平均伝搬角度はさらに、送信器の深度から受信アンテナの深度まで、又は前記水中要素の深度から受信アンテナの深度までのそれぞれの複数の深度において音波が示す複数の局所伝搬速度の算術平均を表す算術平均速度に応じて特定される;
−平均伝搬角度は、その正弦が前記伝搬定数に前記算術平均速度を乗じたものに関して1000分の1未満の相対偏差を示すように特定される;
−送信器と受信アンテナは同じソナーシステムに取り付けられ、方法実行中、このソナーシステムは、深度差又は、受信アンテナと、前記音波を送信器から受信アンテナへのその伝搬中に反射する水中要素との間の鉛直に関する側方偏位を特定する;
−前記送信器は、前記ソナーシステムの指向性送信アンテナに属し、この送信アンテナは前記音波を発し、少なくとももう1つ別の送信器を含む;
−送信器及び受信アンテナはそれぞれ、異なるそれぞれの深度に位置する2つの異なるシステム上に取り付けられ、方法の実行中、受信アンテナを備えるシステムが深度差又は、受信アンテナと前記送信器との間の鉛直に関する側方偏位を特定する;
−前記受信アンテナは、相互に整列していない少なくとも3つの受信器を含むか、又は前記受信アンテナを含むシステムは少なくとももう1つの別の受信アンテナを含み、前記音波の受信方向は、両方の受信アンテナにより出力された受信信号に基づいて三次元的に位置特定される;
−送信器は水中ビーコンに取り付けられる;
−受信アンテナはソナーシステムに取り付けられる;
−方法は:
−幾つかの異なる深度に連続的に位置決めされたゾンデによって、それぞれ前記深度の各々において音波が示す複数の局所伝搬速度を特定するステップと、その後、
−前記それ以前に特定された複数の局所伝搬速度に応じて局所伝搬速度プロファイルを特定するステップと、
をさらに含む;
−方法は:
−前記音波の発射及び受信の後に、ソナーシステムを変位させるステップと、その後、
−前記送信器を使って、水中環境中に他の音波を発射して、前記他の音波が前記水中要素に到達するようにするステップと、
−前記水中要素での反射後に、受信アンテナを使って前記他の音波を受信するステップと、
−前記他の受信音波に関して、他の伝搬定数をこの他の音波の受信後に受信アンテナの受信器により出力される受信信号に応じて特定するステップであって、前記他の伝搬定数は、鉛直に関する前記他の音波の受信方向を示す他の受信角度の正弦を前記受信アンテナの深度における音波の局所伝搬速度による音波の局所伝搬速度で割ったものと等しい、ステップと;
−他の伝搬時間を、前記他の音波の発射時間と受信時間とを隔てる他の持続時間に応じて特定するステップと、
−前記平均速度を:
−前記音波の伝搬時間と伝搬定数、及び
−前記他の音波の伝搬時間と伝搬定数
に応じて特定するステップと、
をさらに含む;
−前記平均速度値は:
−前記深度差及び、
−受信アンテナと水中要素との間の第二の深度差
との間の偏差が
ある閾値より低くなるように特定され、前記第二の深度差は:
−前記第二の伝搬時間に前記平均速度値を乗じた積に応じて、及び
−鉛直と前記他の音波の有効伝搬方向との間に画定される他の平均伝搬角度であって、前記他の伝搬定数に応じて特定される他の平均伝搬角度に応じて
特定される。
−異なる深度に位置する複数の水中要素について、複数のそれぞれの平均速度値を特定するステップであって、前記値の各々は前述の方法にしたがって特定される、ステップと、
−複数の水中要素の深度間隔の中の複数のある深度について、及び特に、前記複数の水中要素の各水中要素の各深度について、音波の複数の局所伝搬速度を前記それ以前に特定された複数の平均速度値に応じて特定するステップと、
−前記水中要素の各々において、それ以前に特定された複数の局所伝搬速度及び関連する伝搬定数から、音波のそれぞれの入射角を特定するステップと、
を含む。
−その深度がわかっている前記送信器を使って水中環境中に音波を発射するステップと、
−水上又は潜水可能艦艇に取り付けられた受信アンテナを使って前記音波を受信するステップであって、受信アンテナはそれぞれの複数の信号を出力する幾つかの受信器を含む、ステップと、
−受信音波の伝搬定数を前記受信信号に関して特定するステップであって、前記伝搬定数は、送信器と受信アンテナを含む垂直平面内の鉛直に関する音波の受信方向を示す受信角度の正弦を、前記受信アンテナの深度における音波の局所伝搬速度で割ったものと等しい、ステップと、
−音波の有効伝搬方向を、前記伝搬定数と水中送信器の深度における平均伝搬速度値の積に応じて特定するステップであって、前記平均速度値は、送信器の深度と受信アンテナの深度との間のそれぞれの複数の深度において音波が示す複数の局所伝搬速度の調和平均を表す、ステップと、
−受信アンテナと送信器との間の鉛直に関する側方偏位を:
−送信器の深度と受信アンテナの深度との間の差、及び
−前記有効伝搬方向と鉛直との間に画定される平均伝搬角度の正接であって、平均伝搬角度は、前記伝搬定数と送信器の深度における音波の前記平均速度値に応じて特定される正接
の積に応じて特定するステップと、
を含む。
−少なくとも1つの送信器によって水中環境中にそれ以前に発射されている音波を受信するように構成された受信アンテナであって、前記音波の受信時にそれぞれの複数の受信信号を出力するようになされた幾つかの受信器を含む受信アンテナと、
−電子処理ユニットであって、:
−受信音波の伝搬定数を前記受信信号に応じて特定し、前記伝搬定数は、鉛直に関する音波の受信方向を示す受信角度の正弦を前記受信アンテナ深度における音波の局所伝搬速度で割ったものと等しく、
−音波の伝搬時間を、音波の発射時間と受信時間とを隔てる持続時間に応じて特定し、
−受信アンテナと送信器との間の、又は受信アンテナと前記音波を送信器から受信アンテナへのその伝搬中に反射する水中要素との間の深度差又は鉛直に関する側方偏位を:
−前記伝搬時間に音波の平均速度値を乗じた積であって、前記平均速度値は送信器の深度から受信アンテナの深度まで、又は前記水中要素の深度から受信アンテナの深度までのそれぞれの複数の深度において音波が示す複数の局所伝搬速度の調和平均を表す積に応じて、及び
−鉛直と音波の有効伝搬方向との間に画定される平均伝搬角度であって、前記伝搬定数と、送信器の深度における、又は水中要素の深度における音波の前記平均速度値に応じて特定される平均伝搬角度
に応じて特定する
ようにプログラムされた電子処理ユニットと、
を含む。
−その深度がわかっている1つの送信器によって水中環境中にそれ以前に発射されている音波を受信するように構成された受信アンテナであって、前記音波の受信時にそれぞれの複数の受信信号を出力するようになされた幾つかの受信器を含む受信アンテナと、
−電子処理ユニットであって、:
−受信音波の伝搬定数を前記受信信号に応じて特定し、前記伝搬定数は、鉛直に関する音波の受信方向を示す受信角度の正弦を前記受信アンテナの深度における音波の局所伝搬速度で割ったものと等しく、
−受信音波の有効伝搬方向を、前記伝搬定数と送信器の深度における平均伝搬速度値の積に応じて特定し、前記平均速度値は、送信器の深度から受信アンテナの深度までのそれぞれの複数の深度において音波が示す複数の局所伝搬速度の調和平均を表し、
−送信器の深度を表すデータを取得するか、又はメモリ内で読み取り、
−受信アンテナと送信器との間の、鉛直に関する側方偏位を:
−送信器の深度と受信アンテナの深度との間の差と、
−前記有効伝搬方向と鉛直との間に画定される平均伝搬角度の正接であって、平均伝搬角度は前記伝搬定数及び送信器の前記深度における音波の前記平均速度値に応じて特定される正接
との積に応じて特定する
ようにプログラムされた電子処理ユニットと、
を含む。
−それ以前に調査された水中環境中の音の平均速度プロファイルに基づいて海底の水深プロファイルを特定する、すなわちこの海底の地形を調査すること(図3〜8に関して説明する第一の方法)、
−このような水深プロファイル及び音の平均速度プロファイルを特定することであって、この平均速度プロファイルが水深調査自体に基づいて特定されること(図9〜13に関して説明する第二の方法)、及び
−ソナーシステム10に関するビーコンの、又は他の水中システムの位置を特定すること(図14及び15に関して説明する第三の方法)
が可能となる。
図1に概略的に示されるソナーシステム10は:
−幾つかのトランスデューサ15、16及びこれらのトランスデューサのための制御ユニット(図示せず)を含むソナーヘッド11と、
−ソナーヘッド11を操縦するユニット17と、
−ソナーヘッドが取得した信号を処理するユニット18と、
を含む。
−幾つかのトランスデューサ15は、十字の第一の分枝に沿って一直線に次々に配置されて、合同で第一のアンテナ13を形成し、他方で
−残りのトランスデューサ16は、十字の、その第一の分岐に直交する第二の分岐に沿って次々に配置されて、合同で第二のアンテナ14を形成する(図2)。
−第一のアンテナ13に垂直な発射平面内で数十度の大きい開口角を有するが、
−この発射平面に垂直なより小さい開口角(例えば、5度未満)を有する(図3参照)、
幾分平坦な形状の、音波ビーム30を形成する音波を発射する。
−検討対象点において鉛直と音波の伝搬方向との間に成される傾斜角θの正弦と、
−この点における音波の局所伝搬速度c
との間の比sin(θ)/cが水中環境E中でこの音波が辿る経路31(図5)の各点において同じ値を有する(したがって、一定の数量sin(θ)/cは、この音波が辿る経路31に沿った何れの検討対象点においても、sin(θo)/coと等しい)からである。
−この音波ビームの発射に応答して、第二のアンテナ14のトランスデューサ16により感知される異なる受信信号sを取得し、
−これらの受信信号sに応じて、ある伝搬定数αを有する音波が受信時に受信されたことを特定し、その後、
−音波ビームの発射時間と(第二のアンテナ14による)この音波の受信時間との間の持続時間τを特定する
ようにプログラムされる。
前述のように、この第一の方法の実行中、艦艇1の下にある海底の地形は、水中環境中の音の平均速度プロファイルcmoy(z)に基づいて、音波伝搬時間を測定することによって特定される。
a)第一のアンテナ13を使って、前述の音波ビーム30として音波(この音波の時間の長さは例えば1ミリ秒又は数ミリ秒のオーダである)のトレインを発射し、その後
b)ステップa)での発射に応答して第二のアンテナ14のトランスデューサ16により感知される受信信号sを取得する。
−海底5の点Pから第二のアンテナ14への直線で(及びさらには、第一のアンテナ13から点Pまでの直線に沿って)、
−及び、検討対象点Pの深度zPのみに依存する平均速度cmoy(zP)で(この平均速度は特に、鉛直に関するこの音波の伝搬方向の傾斜に無関係である)
伝搬すると仮定される伝搬モデルに基づく。
zP=cmoy(zP).t.cos(θmoy)(F2)
yP=cmoy(zP).t.sin(θmo)(F3)
式中:
−伝搬時間tは、音波の発射時間と受信時間とを隔てるこの持続時間τの半分と等しく:t=τ/2、
−θmoyは鉛直と音波の有効伝搬方向との間に画定される平均伝搬角度(点Pと第二のアンテナ14との間の音波の平均伝搬方向)である。
sin(θmoy)=α.cmo(zP)(F6)
cmoy,i=cmoy(zP,i−1)(F9)。
−yは、検討対象震源地点と受信器との間の、鉛直に関する側方偏位を示し、
−tvertは、地震波が、検討対象の震源地点の深度zから受信器のそれまで垂直に伝搬するのにかかる時間(式F5の提示中に前述した数量)であり、
−cRMSは、地震波が辿る経路に沿った二乗平均平方根速度である:
sin(θmoy)=α.cH
が得られ、それに基づいて、処理ユニット18は測探点の深度及び側方位置を特定する。上で示される近似sin(θmoy)=α.cHの理論的観点からの有効性は、それによって得ることのできる結果の正確さにより帰納的にさらに正当化される(図8参照)。
この第二の方法では、第一の方法と同様に、海底の異なる点の深度が、前述の1層モデル(1有効層モデル(one−effective−layer model))に基づいて伝搬時間速度測定から特定される。
−ここでは艦艇1の長さ方向軸xに平行な測定線に沿って位置する海底の幾つかの点M、M’、M’’のそれぞれの深度と、
−この環境における平均速度cmoyの対応する値
を特定できる。
−異なる受信音波がソナーシステム11からこの長さ方向ビーム50の発射により測探される海底の点M、M’、M’’(長さ方向軸xに平行な前述の測定線に沿って分散される点)まで伝搬するのにかかった第二の伝搬時間tM,2、tM’,2、tM’’,2、...と、
−これらの音波の伝搬定数である第二の伝搬定数αM,2、αM’,2、αM’’,2、...
を特定する。
−1回目に(第二の位置O1から)、垂直に伝搬する音波によって、次に、
−2回目に(第二の位置O2から)、その伝搬方向が鉛直に関して傾斜された音波によって(この第二の測定中、点Mの位置を測探する音波が辿る経路51はしたがって、図10に示されるように回折により曲げられる)
測探される。
−第一の伝搬時間tM,1に基づいて特定される深度zMの第一の推定zM,1と、
−第二の伝搬時間tM,2と第二の伝搬定数αM,2に基づいて特定される深度zMの第二の推定zM,2
との間の二乗平均平方根偏差ε2が最小である(又は少なくとも閾値より低い、例えば10センチメートルより低い)値である平均速度値cmoy(zM)を特定し、これら2つの推定の各々は、この同じ平均速度値cmoy(zM)に基づいて特定される。そのため:
ε’=[zM,1(tM,1,αM,1,cm)−zM,2(tM,2,αM,2,cm)]2+[zM,2(tM,2,αM,2,cm)−zM,3(tM,3,αM,3,cm)]2+[zM,3(tM,3,αM,3,cm)−zM,1(tM,1,αM,1,cm)]2。
この第三の方法では、水中ビーコン3の送信器4が音波を発射し、これはその後、ソナーシステム10により受信される(図14及び15)。
−ソナーシステムによるその受信時に測定されるこの音波の伝搬定数αに基づき、また検討中の実施形態によれば、さらに、
−この音波がこの送信器4からソナーシステム10まで伝搬するのにかかった伝搬時間tB
に基づいて特定する。
−伝搬平面Plの中の、この伝搬方向と鉛直zとの間に成されるその受信角度θo及び、
−伝搬平面Plと平面(x,y)(長さ方向軸xに平行な垂直平面)との間に成される指示角φ
によって位置特定される。
−送信器4、z’Bと、ここではゼロと考えられるソナーヘッドの深度との差と、
−(第一の方法の説明の中で)先に定義された平均伝搬角度θmoyの正接
の積に応じて特定される。
Claims (18)
- 水中環境(E)の2点間の深度差(zP,Δz;zM,1,zM,2,zM;zB)又は鉛直に関する側方偏位(yP;xM;xB,yB)を特定する方法において、
−少なくとも1つの送信器(15;15,16:4)を使って前記水中環境(E)中に音波を発射するステップと、
−幾つかの受信器(16;16,15)を含む受信アンテナ(14;14,13)を使って前記音波を受信するステップであって、前記受信器は前記音波の受信時にそれぞれの複数の受信信号(s)を出力する、ステップと、
−前記受信音波の伝搬定数(α;αM.1,αM.2)を前記受信信号(s)に応じて特定するステップであって、前記伝搬定数は、鉛直に関する前記音波の受信方向を示す受信角度(θ0)の正弦を前記受信アンテナの深度における前記音波の局所伝搬速度(c0)で割ったものと等しい、ステップと、
−前記音波の伝搬時間(t;tM,1,tM,2;tB)を、前記音波の発射時間と受信時間とを隔てる持続時間に応じて特定するステップと、
−前記受信アンテナ(13,14)と前記送信器(4)との間、又は前記受信アンテナ(14;14,13)と前記音波をその前記送信器(15;15,16)から前記受信アンテナ(14;14,13)への伝搬の途中で反射する水中要素(P;M)との間の前記深度差(zP,Δz;zM,1,zM,2,zM;zB)又は鉛直に関する前記側方偏位(yP;xM;xB,yB)を:
−前記伝搬時間(t;tM,1,tM,2;tB)に前記送信器(4)の深度(zP,zM)又は前記水中要素(P;M)の深度(zB,z’B)における前記音波の平均速度値(cmoy(zP),cmoy(zM))を乗じた積であって、前記平均速度値(cmoy(zP),cmoy(zM))は、前記送信器(4)の前記深度から前記受信アンテナ(13,14)の深度まで、又は前記水中要素(P;M)の前記深度から前記受信アンテナ(14;14,13)の前記深度までのそれぞれの複数の深度(z)において前記音波により示される複数の局所伝搬速度(c)の調和平均を表す、積に応じて、及び
−鉛直と前記音波の有効伝搬方向との間に画定される平均伝搬角度(θmoy)であって、前記伝搬定数(α;αM,1,αM,2)及び前記送信器(4)の前記深度(zP,zM)又は前記水中要素(P;M)の前記深度(zB,z’B)における前記音波の前記平均速度値(cmoy(zP),cmoy(zM))に応じて特定される平均伝搬角度(θmoy)
に基づいて特定する、ステップと、
を含む方法。 - 前記深度差(zP,Δz;zM,1,zM,2,zM;zB)と鉛直に関する前記側方偏位(yP;xM;xB,yB)の両方を特定するようになされている、請求項1に記載の方法。
- 前記平均速度値(cmoy(zP),cmoy(zM))は平均速度プロファイル(cmoy(z))から特定され、前記平均速度プロファイル(cmoy(z))は、前記送信器(4)の前記深度と前記受信アンテナ(13,14)の前記深度との間、又は前記水中要素(P;M)の前記深度と前記受信アンテナ(14;14,13)の前記深度との間でそれ以前に調査された局所伝搬速度プロファイルの数値積分によって特定される、請求項1又は2に記載の方法。
- 第一の位置(O1)から第二の位置(O2)への、その長さ方向軸に平行な前記受信アンテナの変位を含み、前記第一の位置(O1)に関する第一の音波の第一の伝搬時間及び前記受信音波の第一の伝搬定数(α;αM,1,αM,2)及び、それぞれ前記第二の位置(O2)に関する第二の音波の第二の伝搬時間及び第二の伝搬定数(αM,2)の特定を含み、前記平均速度値(cmoy(zP),cmoy(zM))は、前記第一の伝搬時間、前記第二の伝搬時間、及び前記第二の伝搬定数(αM,2)に応じて特定される、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記送信器(4)の前記深度と前記受信アンテナ(13,14)の前記深度との間、又は前記水中要素(P;M)の前記深度と前記受信アンテナ(14;14,13)の前記深度との間に含まれる複数の深度(z)に関する平均速度プロファイル(cmoy(z))の特定と、前記平均速度プロファイル(cmoy(z))から数値逆変換法によって局所伝搬速度プロファイルの推定を含む、請求項4に記載の方法。
- 前記深度差(zP,Δz;zM,1,zM,2,zM;zB)は、
−前記伝搬時間(t;tM,1,tM,2;tB)に前記平均速度値(cmoy(zP),cmoy(zM))を乗じた積に、
−前記平均伝搬角度(θmoy)の余弦を乗じたもの
に関して1000分の1未満の相対偏差を示すように特定される、請求項1〜5の何れか1項に記載の方法。 - 前記側方偏位は、
−前記伝搬時間(t;tM,1,tM,2;tB)に前記平均速度値(cmoy(zP),cmoy(zM))を乗じた積に、
−前記平均伝搬角度(θmoy)の正弦を乗じたもの
に関して1000分の1未満の相対偏差を示すように特定される、請求項1〜6の何れか1項に記載の方法。 - 前記平均伝搬角度(θmoy)は、その正弦が前記伝搬定数(α;αM,1,αM,2)に前記平均速度値(cmoy(zP),cmoy(zM))を乗じた積に関して1000分の1未満の相対偏差を示すように特定される、請求項1〜7の何れか1項に記載の方法。
- 前記送信器(15;15,16)と前記受信アンテナ(14;14,13)は同じソナーシステム(10)に取り付けられ、その間にこのソナーシステム(10)は、前記受信アンテナと、前記音波を前記送信器(15;15,16)から前記受信アンテナ(14;14,13)へのその伝搬中に反射する水中要素(P;M)との間の前記深度差(zP,Δz;zM,1,zM,2,zM)又は鉛直に関する前記側方偏位(yP;xM)を特定する、請求項1〜10の何れか1項に記載の方法。
- 前記送信器(4)と前記受信アンテナ(14,13)はそれぞれ、異なるそれぞれの深度(zB,z0)に位置する2つの異なるシステム(3,10)上に取り付けられ、その間に、前記受信アンテナ(13,14)を備える前記システム(10)が前記受信アンテナ(13,14)と前記送信器(4)との間の前記深度差(zB)又は、鉛直に関する前記側方偏位(xB,yB)を特定する、請求項1〜10の何れか1項に記載の方法。
- −幾つかの異なる深度(z)に連続的に位置決めされたゾンデによって、それぞれ前記深度(z)の各々において前記音波が示す複数の局所伝搬速度(c)を特定するステップと、その後、
−前記それ以前に特定された複数の局所伝搬速度(c)に応じて前記局所伝搬速度プロファイルを特定するステップと、
をさらに含む、請求項3に記載の方法。 - 前記平均速度値(cmoy(z))は:
−前記深度差(zM,1)と
−前記受信アンテナ(14)と前記水中要素(M)との間の第二の深度差(zM,2)
との間の偏差が、ある閾値未満となるように特定され、前記第二の深度差(zM,2)は:
−前記第二の伝搬時間(tM,2)に前記平均速度値(cmoy)を乗じた積に応じて、及び
−鉛直と前記第二の音波の有効伝搬方向との間に画定される第二の平均伝搬角度であって、前記第二の伝搬定数(αM.2)に応じて特定される第二の平均伝搬角度
に応じて特定される、請求項4に記載の方法。 - 水中環境(E)中の音波の局所伝搬速度(c)を特定する方法において、
−異なる深度(zM,zM’,zM’’)に位置する複数の水中要素(M,M’,M’’)について、複数のそれぞれの平均速度値(cmoy(zM),cmoy(zM’),cmoy(zM’’))を特定するステップであって、前記値の各々は請求項14において定義される方法にしたがって特定される、ステップと、
−前記複数の水中要素の深度間隔の中の複数のある深度について、及び特に、前記複数の水中要素の各水中要素の各深度(zM,zM’,zM’’)について、前記音波の複数の局所伝搬速度(c)を、前記それ以前に特定された複数の平均速度値(cmoy(zM),cmoy(zM’),cmoy(zM’’))に応じて特定するステップと、
−前記水中要素の各々において、それ以前に特定された複数の局所伝搬速度、及び関連する伝搬定数から、前記音波のそれぞれの入射角を特定するステップと、
を含む方法。 - 水中環境(E)中の水中送信器(4)の位置(xB,yB)を特定する方法において、
その深度(zB)がわかっている前記送信器(4)を使って前記水中環境中に音波を発射するステップと、
−水上又は潜水可能艦艇(1)に取り付けられた少なくとも1つの受信アンテナ(13,14)を使って前記音波を受信するステップであって、前記受信アンテナ(13,14)はそれぞれの複数の受信信号(s)を出力する幾つかの受信器(15,16)を含む、ステップと、
−前記受信音波の伝搬定数(α)を前記受信信号(s)に関して特定するステップであって、前記伝搬定数は、前記送信器(4)と前記受信アンテナ(13,14)を含む垂直平面(Pl)内の鉛直に関する前記音波の受信方向を示す受信角度(θ0)の正弦を前記受信アンテナの前記深度(z0)における前記音波の局所伝搬速度(c0)で割ったものと等しい、ステップと、
−前記音波の有効伝搬方向を、前記伝搬定数(α)と前記水中送信器(4)の前記深度(zB)における平均伝搬速度値(cmoy(zB))の積に応じて特定するステップであって、前記平均速度値(cmoy(zB))は、前記送信器の前記深度(zB)と前記受信アンテナの前記深度(z0)との間のそれぞれの複数の深度(z)において前記音波が示す複数の局所伝搬速度(c)の調和平均を表す、ステップと、
−前記受信アンテナ(13,14)と前記送信器(4)との間の鉛直に関する側方偏位(xB,yB)を:
−前記送信器の前記深度(zB)と前記受信アンテナの前記深度(z0)との間の差、及び
−前記有効伝搬方向と鉛直との間に画定される平均伝搬角度(θmoy)の正接であって、前記平均伝搬角度(θmoy)は、前記伝搬定数(α)と前記送信器(4)の前記深度(zB)における前記音波の前記平均速度値(cmoy(zB))に応じて特定される、正接
の積に応じて特定するステップと、
を含む方法。 - ソナーシステム(10)において、
−少なくとも1つの送信器(15,16,4)によって水中環境中にそれ以前に発射されている音波を受信するように構成された受信アンテナ(13,14)であって、前記音波の受信時にそれぞれの複数の受信信号(s)を出力するようになされた幾つかの受信器(15,16)を含む受信アンテナ(13,14)と、
−電子処理ユニット(18)であって:
−前記受信音波の伝搬定数(α;αM.1,αM.2)を前記受信信号(s)に応じて特定し、前記伝搬定数は、鉛直に関する前記音波の受信方向を示す受信角度(θ0)の正弦を前記受信アンテナの深度における前記音波の局所伝搬速度(c0)で割ったものと等しく、
−前記音波の伝搬時間(t;tM,1,tM,2;tB)を、前記音波の発射時間と受信時間とを隔てる持続時間に応じて特定し、
−前記受信アンテナ(13,14)と前記送信器(4)との間、又は前記受信アンテナ(14;14,13)と前記音波をその前記送信器(15;15,16)から前記受信アンテナ(14;14,13)への伝搬の途中で反射する水中要素(P;M)との間の深度差(zP,Δz;zM,1,zM,2,zM;zB)又は鉛直に関する側方偏位(yP;xM;xB,yB)を:
−前記伝搬時間(t;tM,1,tM,2;tB)に前記音波の平均速度値(cmoy(zP),cmoy(zM))を乗じた積であって、前記平均速度値(cmoy(zP),cmoy(zM))は、前記送信器(4)の前記深度から前記受信アンテナ(13,14)の深度まで、又は前記水中要素(P;M)の前記深度から前記受信アンテナ(14;14,13)の前記深度までのそれぞれの複数の深度(z)において前記音波により示される複数の局所伝搬速度(c)の調和平均を表す、積に応じて、及び
−鉛直と前記音波の有効伝搬方向との間に画定される平均伝搬角度(θmoy)であって、前記伝搬定数(α;αM,1,αM,2)及び前記送信器(4)の前記深度(zP,zM)又は前記水中要素(P;M)の前記深度(zB,z’B)における前記音波の前記平均速度値(cmoy(zP),cmoy(zM))に応じて特定される平均伝搬角度(θmoy)
に基づいて特定する
ようにプログラムされた電子処理ユニット(18)と、
を含むソナーシステム(10)。 - ソナーシステム(10)において、
−その深度(zB)がわかっている送信器(4)によって水中環境中にそれ以前に発射されている音波を受信するように構成された受信アンテナ(13,14)であって、前記音波の受信時にそれぞれの複数の受信信号(s)を出力するようになされた幾つかの受信器(15,16)を含む受信アンテナ(13,14)と、
−電子処理ユニット(18)であって、:
−前記受信音波の伝搬定数(α)を前記受信信号(s)に応じて特定し、前記伝搬定数は、前記送信器(4)と前記受信アンテナ(13,14)を含む垂直面(Pl)内の鉛直に関する前記音波の受信方向を示す受信角度(θ0)の正弦を前記受信アンテナの深度(z0)における前記音波の局所伝搬速度(c0)で割ったものと等しく、
−前記受信音波の有効伝搬方向を、前記伝搬定数(α)と前記送信器の前記深度(zB)における平均伝搬速度値(cmoy(zB))の積に応じて特定し、前記平均速度値(cmoy(zB))は、前記送信器(4)の前記深度から前記受信アンテナ(13,14)の深度までのそれぞれの複数の深度(z)において前記音波が示す複数の局所伝搬速度(c)の調和平均を表し、
−前記送信器(4)の前記深度(zB)を表すデータを取得するか、又はメモリ内で読み取り、
−前記受信アンテナ(13,14)と前記送信器(4)との間の、鉛直に関する側方偏位(xB,yB)を:
−前記送信器の前記深度(zB)と前記受信アンテナの前記深度(z0)との間の差と、
−前記有効伝搬方向と鉛直との間に画定される平均伝搬角度(θmoy)の正接であって、前記平均伝搬角度(θmoy)は前記伝搬定数(α)と前記送信器(4)の前記深度(zB)における前記音波の前記平均速度値(cmoy(zB))に応じて特定される正接
との積に応じて特定する
ようにプログラムされた電子処理ユニット(18)と、
を含むソナーシステム(10)。
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