JP2765317B2 - ソーナー装置 - Google Patents
ソーナー装置Info
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- distance
- target
- time
- azimuth
- sound wave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【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。
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。
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。
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ｔ 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。
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ｔ 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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Ｒ 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。
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 と
同Ｒrと同Ｒs は数式３のように関係付けられる。
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。
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 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。
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 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 【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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30703491A JP2765317B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | ソーナー装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30703491A JP2765317B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | ソーナー装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05119150A JPH05119150A (ja) | 1993-05-18 |
| JP2765317B2 true JP2765317B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=17964245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30703491A Expired - Lifetime JP2765317B2 (ja) | 1991-10-25 | 1991-10-25 | ソーナー装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765317B2 (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1991
- 1991-10-25 JP JP30703491A patent/JP2765317B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| 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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05119150A (ja) | 1993-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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Year of fee payment: 14 Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120403 |