JP2765317B2 - ソーナー装置 - Google Patents

ソーナー装置

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JP2765317B2
JP2765317B2 JP30703491A JP30703491A JP2765317B2 JP 2765317 B2 JP2765317 B2 JP 2765317B2 JP 30703491 A JP30703491 A JP 30703491A JP 30703491 A JP30703491 A JP 30703491A JP 2765317 B2 JP2765317 B2 JP 2765317B2
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正弘 久田
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Nippon Electric Co Ltd
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  • Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、目標からの反響音に基
づき目標の方位距離を計測するソーナー装置に係り、特
に計測精度の向上技術に関する。
【0002】
【従来の技術】周知のように、従来のソーナー装置は、
水中に送波した音波の反響音を受信処理して送受信の時
間間隔から目標までの距離を計測し、また反響音の到来
方向から目標方位を計測するが、以下図2を参照して従
来の計測方式を説明する。
【0003】図2は、ソーナー装置が点1から点4の方
向へ移動し、目標が点5から点7の方向へ移動している
場合の位置関係図である。ソーナー装置が点1で音波を
送波した時点では目標は点5の位置に居たが、その送波
音波を目標は点5の位置から進んだ点6の位置で反射す
る。この時点ではソーナー装置は点2の位置にまで移動
している。そして、ソーナー装置は更に移動した点3の
位置で反射音響を受波するが、この時点では目標は点7
の位置に移動している。
【0004】このような場合、従来では、ソーナー装置
と目標は共に直線運動しているものとして、点1での送
信時間t1 と点3での受信時間 2 及び音波伝搬速度C
とから目標までの距離Rを次の数式1によって求めてい
た。
【0005】
【数1】
【0006】また、目標方位は、受信点3での音波到来
方向から求めていた。即ち、図2に示す角度Bが目標方
位である。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の計測方
式では、送受信の時間間隔から目標距離を求め、また音
波到来方向から目標方位を求めるようにしているので、
目標とソーナー装置の送受信間の平均的距離及びソーナ
ー装置の受信点と目標での音波反射点の方位角しか求め
ることができず、音波が目標で反射する時点での距離方
位を求めることができないという問題がある。
【0008】本発明の目的は、音波が目標で反射する時
点での距離方位を求める手段を備えたソーナー装置を提
供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のソーナー装置は次の如き構成を有する。即
ち、本発明のソーナー装置は、水中に送波した音波の反
響音を受信処理して送受信の時間間隔及び反響音の到来
方向から目標の距離及び方位を計測するソーナー装置に
おいて; ソーナー装置の速度情報と前記距離情報及び
方位情報とを受けて、反響音受信位置と音波の反射位置
との間の距離Aを算出する手段と;前記距離Aと反響音
の受信時間とに基づき音波の反射位置での時間Tを算出
する手段と; 前記音波の反射位置での時間Tと前記距
離Aに基づき目標が音波を反射した位置とそのときのソ
ーナー装置の位置との間の距離及びそのときの目標方位
を算出する手段と; を備えたことを特徴とするもので
ある。
【0010】
【作用】次に、前記の如く構成される本発明のソーナー
装置の作用を説明する。本発明では、ソーナー装置の速
度情報と従来装置が取得する距離情報及び方位情報とを
用いて反響音受信位置と音波の反射位置との間の距離及
び音波の反射位置での時間を求め、この両者に基づき目
標が音波を反射した位置とそのときのソーナー装置の位
置との間の距離及びそのときの目標方位を求める。
【0011】その結果、音波が目標で反射する時刻での
正確な方位及び距離を求めることができ、方位距離計測
の精度を向上させ得るソーナー装置を提供できる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は、本発明の一実施例に係るソーナー装置を
示す。図1において、送信信号回路11は、所定の送信
タイミング信号によって送信信号を発生し、送信信号は
電力増幅回路12へ送り、送信タイミング信号は距離算
出回路17へ送る。
【0013】送信信号は、電力増幅回路12で増幅さ
れ、送波器13で電気−音響変換され、音波として水中
へ送波される。そして、目標からの反射音響は、受波器
14で音響−電気変換され、受信入力回路15で増幅さ
れ、方位算出回路16と距離算出回路17とに送られ
る。
【0014】方位算出回路16では、受信ビームの方位
から目標の方位角B(図2参照)を決定する。決定した
方位角Bは方位距離補正回路18へ送られる。
【0015】距離算出回路17では、送信時間t1 、受
信時間t2 及び音波伝搬速度Cを前記数式1に代入し
て、図2の音波反射点6に対しソーナー装置が点1から
点3へ移動する間の平均距離Rを求める。求めた平均距
離Rは方位距離補正回路18へ送られる。
【0016】次に、方位距離補正回路18と時間補正回
路19は本発明に係るもので、図2の点6に目標が居る
時の点2と点6間の距離Rx と方位角(線分32と同2
6が挟む角)Bx が次のようにして求められる。図2に
おいて、点1と点6間の距離をRt 、点1と点3間の距
離をRs 、点3と点6間の距離をRr としてある。
【0017】方位距離補正回路18は、まず、距離 s
を求める。距離Rs は、Vs をソーナー装置の速度とす
ると、数式2で与えられる。
【0018】
【数2】
【0019】また、3角形の余弦公式から、距離Rt
同Rrと同Rs は数式3のように関係付けられる。
【0020】
【数3】
【0021】更に、前記数式1は数式4のように書き換
えできる。
【0022】
【数4】
【0023】従って、数式2、同3、同4から距離Rr
は数式5のように求められる。求められた距離Rr は時
間補正回路19へ送られる。尚、上述した数式5による
r は、数式3におけるR t に数式4から導かれるR t
=2R−R r を代入し、また数式3におけるR s に数式
2から導かれるR s =V s ×{(R t +R r )/C}を代
入したのち、更に数式4のR t +R r =2Rを利用して
得られる次式から求めることができる。 R(1−V s 2 /C 2 )=R r (1+V s ×cos θ/C) かくして、R r を、既知量R,V s ,cos θ及びCによ
って表現することができる。
【0024】
【数5】
【0025】時間補正回路19は、距離Rr を用いて目
標が音波を反射した時間tx を数式6によって求め、そ
れを方位距離補正回路18へ送る。
【0026】
【数6】
【0027】ついで、方位距離補正回路18は、距離R
r と時間tx とを3角形の余弦公式に適用した数式7に
よって、音波が目標で反射した時間tx における正しい
距離Rx を求める。
【0028】
【数7】
【0029】また、その時の目標方位Bx は、数式8に
よって求められる。
【0030】
【数8】
【0031】方位距離補正回路18は、以上のようにし
て求めた距離Rxと方位角Bx を外部21へ送出する。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のソーナー
装置によれば、ソーナー装置の速度情報と従来装置が取
得する距離情報及び方位情報とを用いて反響音受信位置
と音波の反射位置との間の距離及び音波の反射位置での
時間を求め、この両者に基づき目標が音波を反射した位
置とそのときのソーナー装置の位置との間の距離及びそ
のときの目標方位を求める手段を備えたので、音波が目
標で反射する時刻での正確な方位及び距離を求めること
ができ、方位距離計測の精度を向上させ得るソーナー装
置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るソーナー装置の構成ブ
ロック図である。
【図2】ソーナー装置と目標との位置関係図である。
【符号の説明】
11 送信信号回路 12 電力増幅回路 13 送波器 14 受波器 15 受信入力回路 16 方位算出回路 17 距離算出回路 18 方位距離補正回路 19 時間補正回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/66 G01S 15/00 - 15/96

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 水中に送波した音波の反響音を受信処理
    して送受信の時間間隔及び反響音の到来方向から目標の
    距離及び方位を計測するソーナー装置において; ソー
    ナー装置の速度情報と前記距離情報及び方位情報とを受
    けて、反響音受信位置と音波の反射位置との間の距離A
    を算出する手段と; 前記距離Aと反響音の受信時間と
    に基づき音波の反射位置での時間Tを算出する手段と;
    前記音波の反射位置での時間Tと前記距離Aに基づき目
    標が音波を反射した位置とそのときのソーナー装置の位
    置との間の距離及びそのときの目標方位を算出する手段
    と; を備えたことを特徴とするソーナー装置。
JP30703491A 1991-10-25 1991-10-25 ソーナー装置 Expired - Lifetime JP2765317B2 (ja)

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JPH05119150A JPH05119150A (ja) 1993-05-18
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101802634B1 (ko) * 2016-02-18 2017-11-30 국방과학연구소 자함 기동 특성을 반영한 에코그램 탐지자료의 전시방법 및 장치

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101802634B1 (ko) * 2016-02-18 2017-11-30 국방과학연구소 자함 기동 특성을 반영한 에코그램 탐지자료의 전시방법 및 장치

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