JP2022533728A - 水中天測航法ビーコン - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (24)
- 位置情報を供給するよう構成される水中天測航法ビーコンであって、
月の天文学的モデルを記憶するよう構成されるデータストアと、
3軸加速度データ及び3軸レートジャイロスコープデータを含む慣性計測装置(IMU)データを捕捉するよう動作可能な慣性計測装置(IMU)と、
コントローラと
を有し、
前記コントローラは、
前記3軸レートジャイロスコープデータを用いて当該水中天測航法ビーコンの緯度を決定し、
前記3軸加速度データ及び前記月の天文学的モデルを用いて、月の引力に基づき当該水中天測航法ビーコンの経度を決定し、
前記緯度及び前記経度に基づき当該水中天測航法ビーコンの前記位置情報を決定する
よう構成される、
水中天測航法ビーコン。 - 前記コントローラは、
前記3軸加速度データに基づき、時間の関数として、地球の周りの前記月の引力を決定し、前記3軸加速度データによって示される加速度の振動は前記月の引力によって引き起こされ、
前記月の引力に基づき、時間の関数として、月の位相を決定し、
前記月の天文学的モデルとともに前記月の位相を用いて、当該水中天測航法ビーコンの前記経度を求め、前記月の天文学的モデルは、ある期間にわたる月の既知の位置を示す
よう更に構成される、
請求項1に記載の水中天測航法ビーコン。 - 前記コントローラは、当該水中天測航法ビーコンの前記経度を求めるために月の2以上の周期にわたる月の複数の位相測定を決定するよう更に構成される、
請求項1に記載の水中天測航法ビーコン。 - 当該水中天測航法ビーコンは、前記位置情報を決定した後に低電力モードに入るよう構成される、
請求項1に記載の水中天測航法ビーコン。 - 音響トランスポンダを更に有し、該音響トランスポンダは、
潜水機からアウェイクメッセージを受信し、
前記アウェイクメッセージの受信に応答して前記潜水機へ前記位置情報を送る
よう構成され、
前記位置情報は、前記潜水機が、当該水中天測航法ビーコンに関連した前記位置情報に基づきその位置を決定し、前記潜水機での慣性航法システム(INS)ドリフトを調整することを可能にする、
請求項1に記載の水中天測航法ビーコン。 - 前記コントローラは、当該水中天測航法ビーコンの前記緯度を求めるために前記3軸レートジャイロスコープデータを用いて地球の自転を決定するよう更に構成される、
請求項1に記載の水中天測航法ビーコン。 - 当該水中天測航法ビーコンは、海底に静止している、
請求項1に記載の水中天測航法ビーコン。 - 当該水中天測航法ビーコンは、位置情報を潜水機へ供給する水中ビーコンのアレイに含まれる、
請求項1に記載の水中天測航法ビーコン。 - 前記コントローラは、全地球測位システム(GPS)信号がない水中で前記位置情報を供給するよう更に構成される、
請求項1に記載の水中天測航法ビーコン。 - 前記コントローラは、
前記IMUから、当該水中天測航法ビーコンの前記位置情報が決定された後で追加のIMUデータを受け取り、
前記追加のIMUデータに基づき、当該水中天測航法ビーコンが不正に変更されている可能性があることを決定し、
当該水中天測航法ビーコンの不正な変更の可能性を示す通知を送る
よう更に構成される、
請求項1に記載の水中天測航法ビーコン。 - 潜水機をナビゲーションするシステムであり、
音響トランスポンダを含む潜水機と、
水中天測航法ビーコンと
を有し、
前記水中天測航法ビーコンは、
月の天文学的モデルを記憶するよう構成されるデータストアと、
3軸加速度データ及び3軸レートジャイロスコープデータを含む慣性計測装置(IMU)データを捕捉するよう動作可能な慣性計測装置(IMU)と、
前記3軸レートジャイロスコープデータを用いて前記水中天測航法ビーコンの緯度を決定し、前記3軸加速度データ及び前記月の天文学的モデルを用いて、月の引力に基づき前記水中天測航法ビーコンの経度を決定し、前記緯度及び前記経度に基づき前記水中天測航法ビーコンの位置情報を決定するよう構成されるコントローラと、
前記位置情報を前記潜水機へ送るよう構成される音響トランスポンダと
を有する、
システム。 - 前記潜水機の音響トランスポンダは、前記水中天測航法ビーコンを起動させるアウェイクメッセージを送信するよう構成され、
前記水中天測航法ビーコンの音響トランスポンダは、前記潜水機から前記アウェイクメッセージを受信し、該アウェイクメッセージの受信に応答して前記位置情報を前記潜水機へ送るよう構成される、
請求項11に記載のシステム。 - 前記潜水機は、
前記水中天測航法ビーコンから受け取られた前記位置情報に基づきその位置を決定し、
前記潜水機での慣性航法システム(INS)ドリフトを調整する
よう構成される、
請求項11に記載のシステム。 - 経路に沿った水中天測航法ビーコンのアレイを更に有し、
前記潜水機は、前記潜水機の位置を求めるために、前記経路に沿って移動しているときに、前記水中天測航法ビーコンのアレイと通信するよう構成される、
請求項11に記載のシステム。 - 経路に沿った潜水機の水中位置決定を助けるシステムであって、
経路に沿った異なる位置に置かれている水中天測航法ビーコンのアレイと、
潜水機と
を有し、
前記アレイは、水中天測航法ビーコンを含み、該水中天測航法ビーコンは、
3軸レートジャイロスコープデータを用いて当該水中天測航法ビーコンの緯度を決定し、
3軸加速度データ及び月の天文学的モデルを用いて、月の引力に基づき当該水中天測航法ビーコンの経度を決定し、
前記緯度及び前記経度に基づき当該水中天測航法ビーコンの位置情報を決定する
よう構成され、
前記潜水機は、前記経路に沿って移動しているときに、異なる時点で、前記アレイ内の前記水中天測航法ビーコンから位置情報を受け取るよう構成される、
システム。 - 前記水中天測航法ビーコンは、
前記3軸加速度データに基づき、時間の関数として、地球の周りの前記月の引力を決定し、前記3軸加速度データによって示される加速度の振動は前記月の引力によって引き起こされ、
前記月の引力に基づき、時間の関数として、月の位相を決定し、
前記月の天文学的モデルとともに前記月の位相を用いて、当該水中天測航法ビーコンの前記経度を求め、前記月の天文学的モデルは、ある期間にわたる月の既知の位置を示す
よう更に構成される、
請求項15に記載のシステム。 - 前記水中天測航法ビーコンは、当該水中天測航法ビーコンの前記緯度を求めるために前記3軸レートジャイロスコープデータを用いて地球の自転を決定するよう更に構成される、
請求項15に記載のシステム。 - 前記潜水機は、前記受け取られた位置情報に基づき、前記経路に沿って移動しているときにその位置を決定し、前記潜水機での慣性航法システム(INS)ドリフトを調整するよう更に構成される、
請求項15に記載のシステム。 - 位置情報を供給する方法であって、
水中天測航法ビーコンを用いて捕捉された慣性計測装置(IMU)データを受け取ることであり、前記IMUデータは3軸加速度データ及び3軸レートジャイロスコープデータを含む、ことと、
前記3軸レートジャイロスコープデータを用いて前記水中天測航法ビーコンの緯度を決定することと、
前記3軸加速度データ及び月の天文学的モデルを用いて、月の引力に基づき前記水中天測航法ビーコンの経度を決定することと、
前記緯度及び前記経度に基づき前記水中天測航法ビーコンの前記位置情報を決定することと、
潜水機がそれ自体の位置を決定することを可能にするよう前記潜水機へ前記位置情報を供給することと
を有する方法。 - 前記3軸加速度データに基づき、時間の関数として、地球の周りの前記月の引力を決定することであり、前記3軸加速度データによって示される加速度の振動は前記月の引力によって引き起こされる、ことと、
前記月の引力に基づき、時間の関数として、月の位相を決定することと、
前記月の天文学的モデルとともに前記月の位相を用いて、前記水中天測航法ビーコンの前記経度を求めることであり、前記月の天文学的モデルは、ある期間にわたる月の既知の位置を示す、ことと
を更に有する請求項19に記載の方法。 - 前記水中天測航法ビーコンの前記経度を決定することは、前記水中天測航法ビーコンの前記経度を求めるために月の2以上の周期にわたる月の複数の位相測定を決定することを有する、
請求項19に記載の方法。 - 前記位置情報を決定した後に低電力モードに入ること
を更に有する請求項19に記載の方法。 - 潜水機からアウェイクメッセージを受け取ることと、
前記アウェイクメッセージの受信に応答して前記潜水機へ前記位置情報を送ることと
を更に有し、
前記位置情報は、前記潜水機が、前記水中天測航法ビーコンに関連した前記位置情報に基づきその位置を決定し、前記潜水機での慣性航法システム(INS)ドリフトを調整することを可能にする、
請求項19に記載の方法。 - 前記水中天測航法ビーコンの前記緯度を求めるために前記3軸レートジャイロスコープデータを用いて地球の自転を決定すること
を更に有する請求項19に記載の方法。
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