JP3113120B2 - 船速測定装置 - Google Patents
船速測定装置Info
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- JP3113120B2 JP3113120B2 JP05087778A JP8777893A JP3113120B2 JP 3113120 B2 JP3113120 B2 JP 3113120B2 JP 05087778 A JP05087778 A JP 05087778A JP 8777893 A JP8777893 A JP 8777893A JP 3113120 B2 JP3113120 B2 JP 3113120B2
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- speed
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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、例えば大型船の接岸時
などに有用な船速測定装置に関する。
などに有用な船速測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】大型船の接岸時などには、船首と船尾の
両方の速度が正確に解らなければ安全な接岸が行えな
い。従って、従来のこの種の船速測定装置では、船の前
後左右方向の速度を測定する送受波器を船首と船尾の両
方にそれぞれ１台ずつ設けているが、近年では送受波器
を船首（あるいは船尾）に１台しか設けずに、船に搭載
されているレートジャイロからこの船の船首尾方向の角
速度を得て、船首および船尾の両方の速度を測定する船
速測定装置が出現している。
両方の速度が正確に解らなければ安全な接岸が行えな
い。従って、従来のこの種の船速測定装置では、船の前
後左右方向の速度を測定する送受波器を船首と船尾の両
方にそれぞれ１台ずつ設けているが、近年では送受波器
を船首（あるいは船尾）に１台しか設けずに、船に搭載
されているレートジャイロからこの船の船首尾方向の角
速度を得て、船首および船尾の両方の速度を測定する船
速測定装置が出現している。
【０００３】図２は、上述の角速度を得て船首および船
尾の両方の速度を測定する従来の船速測定装置の一例を
示すブロック図であり、図において、１は送受波器、２
は送信回路、３は送受切換回路、４は受信回路、５は周
波数計数回路、６は演算制御回路、７は表示器、８はレ
ートジャイロ、９は補正回路、１０は設定器である。
尾の両方の速度を測定する従来の船速測定装置の一例を
示すブロック図であり、図において、１は送受波器、２
は送信回路、３は送受切換回路、４は受信回路、５は周
波数計数回路、６は演算制御回路、７は表示器、８はレ
ートジャイロ、９は補正回路、１０は設定器である。
【０００４】従来の船速測定装置は、図２に示すように
構成され、送受波器１（図３のＳで示す）からは水中へ
船舶の前後左右方向の４方向に超音波が発射され、それ
ぞれ受信されて、ドップラソナー方式により、船首部の
前後方向の速度（図３のＶ0で示す）および左右方向の
速度（図３のＶ1 で示す）が求められる。なお、図３に
おいて、点線の矢印Ｔはこの船の進行方向を示す。
構成され、送受波器１（図３のＳで示す）からは水中へ
船舶の前後左右方向の４方向に超音波が発射され、それ
ぞれ受信されて、ドップラソナー方式により、船首部の
前後方向の速度（図３のＶ0で示す）および左右方向の
速度（図３のＶ1 で示す）が求められる。なお、図３に
おいて、点線の矢印Ｔはこの船の進行方向を示す。
【０００５】図３から明らかなように、この船がＴ方向
に進行する場合、前後方向の速度は船首でも船尾でもＶ
0 と変わらないが、左右方向の速度は、船首（Ｓ点）の
速度Ｖ1 より、船尾（Ｐ点）の速度ＶP の方が速くな
る。従って、レートジャイロ８から得たこの船の角速度
ω0 を演算制御回路６に入力し、ＶP ＝Ｌ×ω0 ＋Ｖ1
により、速度ＶP を求めている。なお、ＬはＳ点とＰ点
との間の距離である。
に進行する場合、前後方向の速度は船首でも船尾でもＶ
0 と変わらないが、左右方向の速度は、船首（Ｓ点）の
速度Ｖ1 より、船尾（Ｐ点）の速度ＶP の方が速くな
る。従って、レートジャイロ８から得たこの船の角速度
ω0 を演算制御回路６に入力し、ＶP ＝Ｌ×ω0 ＋Ｖ1
により、速度ＶP を求めている。なお、ＬはＳ点とＰ点
との間の距離である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の船
速測定装置は以上のように構成され動作するので、地球
の自転による誤差を受け、速度ＶP の正確な計測ができ
ないという問題点があった。
速測定装置は以上のように構成され動作するので、地球
の自転による誤差を受け、速度ＶP の正確な計測ができ
ないという問題点があった。
【０００７】すなわち、周知のようにレートジャイロか
ら得られる船の角速度ω0 は、地球の自転によって場所
による位置誤差が生じるため、設定器１０で当該船舶の
緯度等を手動により定期的に設定入力し、補正回路９で
補正しているが、そのために航海士等の負担が多くな
り、且つ、設定ミスや設定忘れを引き起こす原因にな
る。
ら得られる船の角速度ω0 は、地球の自転によって場所
による位置誤差が生じるため、設定器１０で当該船舶の
緯度等を手動により定期的に設定入力し、補正回路９で
補正しているが、そのために航海士等の負担が多くな
り、且つ、設定ミスや設定忘れを引き起こす原因にな
る。
【０００８】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、レートジャイロを使用しながら船首
および船尾の速度を正確に測定できる船速測定装置を提
供することを目的としている。
されたものであり、レートジャイロを使用しながら船首
および船尾の速度を正確に測定できる船速測定装置を提
供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる船速測定
装置は、自船の位置を検出するロラン，ＧＰＳなどの航
法装置から自船の位置情報を得て、当該船舶の位置する
緯度情報でレートジャイロからの角速度情報を自動的に
演算により補正することとした。
装置は、自船の位置を検出するロラン，ＧＰＳなどの航
法装置から自船の位置情報を得て、当該船舶の位置する
緯度情報でレートジャイロからの角速度情報を自動的に
演算により補正することとした。
【００１０】
【作用】本発明においては、一定以上の大型船舶に装備
することが義務付けられているジャイロと、殆どの大型
船舶に装備されているロランまたはＧＰＳなどの航法装
置を利用することにより、ドップラソナー１台で正確な
船首および船尾の速度が測定できる。
することが義務付けられているジャイロと、殆どの大型
船舶に装備されているロランまたはＧＰＳなどの航法装
置を利用することにより、ドップラソナー１台で正確な
船首および船尾の速度が測定できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。図１は本発明の一実施例である船速測定装置の構
成を示すブロック図であり、図において、１は送受波
器、２は送信回路、３は送受切換回路、４は受信回路、
５は周波数計数回路、６は演算制御回路、７は表示器、
８はレートジャイロ、９は緯度補正回路、１０は航法装
置である。
する。図１は本発明の一実施例である船速測定装置の構
成を示すブロック図であり、図において、１は送受波
器、２は送信回路、３は送受切換回路、４は受信回路、
５は周波数計数回路、６は演算制御回路、７は表示器、
８はレートジャイロ、９は緯度補正回路、１０は航法装
置である。
【００１２】次に、図１，図３を参照しながら動作につ
いて説明する。送信回路２は演算制御回路６から出力さ
れる送信バースト波を十分なレベルまで増幅し、送受切
換回路３を経由して送受波器１にこの信号を出力する。
送受波器１は通常船首部分（図３のＳで示す）に装備さ
れ、水中斜め下方（俯角を持って）４方向に超音波を発
射する。そして、水中や海底で反射した反射信号を再び
送受波器１で受波し、送受切換回路３を経由して受信回
路４に入力する。
いて説明する。送信回路２は演算制御回路６から出力さ
れる送信バースト波を十分なレベルまで増幅し、送受切
換回路３を経由して送受波器１にこの信号を出力する。
送受波器１は通常船首部分（図３のＳで示す）に装備さ
れ、水中斜め下方（俯角を持って）４方向に超音波を発
射する。そして、水中や海底で反射した反射信号を再び
送受波器１で受波し、送受切換回路３を経由して受信回
路４に入力する。
【００１３】受信回路４では、演算制御回路６の制御信
号により、受信信号にＴＶＧをかけ、検出に必要なレベ
ルまで増幅し、周波数計数回路５へ出力する。周波数計
数回路５では、４方向それぞれの受信周波数を計測して
演算制御回路６に出力し、演算制御回路６では入力した
受信周波数の計測値および定数をもとに演算を行い、図
３に示す船首（Ｓ点）における前後方向の速度Ｖ0 と左
右方向の速度Ｖ1 とを、下記の式(1) ，(2) により算出
する。 Ｖ0 ＝（Ｃ／４ｆ0 ・ｃｏｓθ）×（ｆF −ｆA ）・・・(1) Ｖ1 ＝（Ｃ／４ｆ0 ・ｃｏｓθ）×（ｆP −ｆS ）・・・(2) ここで、Ｃは海水中の音速、ｆ0 は送信周波数、θは超
音波の水平からの発射角度（俯角）、ｆF は前方向の受
信周波数、ｆA は後方向の受信周波数、ｆP は左方向の
受信周波数、ｆS は右方向の受信周波数である。
号により、受信信号にＴＶＧをかけ、検出に必要なレベ
ルまで増幅し、周波数計数回路５へ出力する。周波数計
数回路５では、４方向それぞれの受信周波数を計測して
演算制御回路６に出力し、演算制御回路６では入力した
受信周波数の計測値および定数をもとに演算を行い、図
３に示す船首（Ｓ点）における前後方向の速度Ｖ0 と左
右方向の速度Ｖ1 とを、下記の式(1) ，(2) により算出
する。 Ｖ0 ＝（Ｃ／４ｆ0 ・ｃｏｓθ）×（ｆF −ｆA ）・・・(1) Ｖ1 ＝（Ｃ／４ｆ0 ・ｃｏｓθ）×（ｆP −ｆS ）・・・(2) ここで、Ｃは海水中の音速、ｆ0 は送信周波数、θは超
音波の水平からの発射角度（俯角）、ｆF は前方向の受
信周波数、ｆA は後方向の受信周波数、ｆP は左方向の
受信周波数、ｆS は右方向の受信周波数である。
【００１４】一方、レートジャイロ８から得られる船の
首尾線方向の角速度ω0 は、緯度補正回路９に入力さ
れ、また、この緯度補正回路９には、ロラン，ＧＰＳ等
の航法装置１０から得られるこの船の現在の緯度ＬＡＴ
が入力されており、レートジャイロ８で検出された角速
度ω0 は、地球の自転による誤差が補正され、補正後の
真の角速度ωとが演算制御回路６へ送出される。すなわ
ち、緯度補正回路９では下記の式(3) により、地球の自
転による誤差を補正する。 ω＝ω0 ＋２・ｓｉｎ-1｛ｓｉｎ（α／２）・ｓｉｎ（ＬＡＴ）｝・・・(3) ここで、ωは真の角速度、ω0 はレートジャイロ８で得
た角速度、αは地球の自転の角速度（０．２５°／ｍｉ
ｎ）、ＬＡＴは航法装置１０で得たこの船の現在の緯度
である。
首尾線方向の角速度ω0 は、緯度補正回路９に入力さ
れ、また、この緯度補正回路９には、ロラン，ＧＰＳ等
の航法装置１０から得られるこの船の現在の緯度ＬＡＴ
が入力されており、レートジャイロ８で検出された角速
度ω0 は、地球の自転による誤差が補正され、補正後の
真の角速度ωとが演算制御回路６へ送出される。すなわ
ち、緯度補正回路９では下記の式(3) により、地球の自
転による誤差を補正する。 ω＝ω0 ＋２・ｓｉｎ-1｛ｓｉｎ（α／２）・ｓｉｎ（ＬＡＴ）｝・・・(3) ここで、ωは真の角速度、ω0 はレートジャイロ８で得
た角速度、αは地球の自転の角速度（０．２５°／ｍｉ
ｎ）、ＬＡＴは航法装置１０で得たこの船の現在の緯度
である。
【００１５】演算制御回路６は、上述の式(1) ，(2) で
算出した船首部送受波器の位置（Ｓ点）での左右方向の
速度Ｖ1 と、真の角速度ωとから、この船の任意の点
（Ｐ点）における左右方向の速度ＶP を、下記の式(4)
により算出する。 ＶP ＝Ｌ・ω＋Ｖ1 ・・・(4) ここで、Ｌは船首部送受波器の位置（Ｓ点）から、船尾
部の任意の点（Ｐ点）までの距離を表す。そして、演算
制御回路６からの前後方向の速度Ｖ0 、船首部左右方向
の速度Ｖ1 、Ｐ点における左右方向の速度ＶP がそれぞ
れ表示器７に入力され、数値および図形を用いてこの船
の動きおよび各速度が表示される。
算出した船首部送受波器の位置（Ｓ点）での左右方向の
速度Ｖ1 と、真の角速度ωとから、この船の任意の点
（Ｐ点）における左右方向の速度ＶP を、下記の式(4)
により算出する。 ＶP ＝Ｌ・ω＋Ｖ1 ・・・(4) ここで、Ｌは船首部送受波器の位置（Ｓ点）から、船尾
部の任意の点（Ｐ点）までの距離を表す。そして、演算
制御回路６からの前後方向の速度Ｖ0 、船首部左右方向
の速度Ｖ1 、Ｐ点における左右方向の速度ＶP がそれぞ
れ表示器７に入力され、数値および図形を用いてこの船
の動きおよび各速度が表示される。
【００１６】なお、上記実施例ではレートジャイロから
の角速度を補正する装置としているが、レートジャイロ
に限らず、地球の自転による誤差を含む角速度を利用す
る装置に実施できることは言うまでもない。
の角速度を補正する装置としているが、レートジャイロ
に限らず、地球の自転による誤差を含む角速度を利用す
る装置に実施できることは言うまでもない。
【００１７】
【発明の効果】本発明の船速測定装置は以上説明したよ
うに、大型船等に通常搭載されているジャイロとＧＰＳ
等の航法装置とを利用することにより、前後左右方向の
速度が測れる１台のドップラソナーで、地球の自転によ
る誤差を自動的に補正しながら船首および船尾それぞれ
の速度を得ることができ、手動で補正する必要がないた
め航海士等の負担を軽減でき、設定ミスや設定忘れによ
る事故を防止して、安全で信頼性の高い装置が得られる
等の効果がある。
うに、大型船等に通常搭載されているジャイロとＧＰＳ
等の航法装置とを利用することにより、前後左右方向の
速度が測れる１台のドップラソナーで、地球の自転によ
る誤差を自動的に補正しながら船首および船尾それぞれ
の速度を得ることができ、手動で補正する必要がないた
め航海士等の負担を軽減でき、設定ミスや設定忘れによ
る事故を防止して、安全で信頼性の高い装置が得られる
等の効果がある。
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】従来のこの種の船速測定装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】接岸時の速度およびその測定方法を説明するた
めの図である。
めの図である。
６ 演算制御装置 ８ レートジャイロ ９ 緯度補正回路 １０ 航法装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−20883（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−29279（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−122816（ＪＰ，Ａ) 実開 昭51−89474（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−45584（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 15/60 G01C 19/00 G01S 5/14
Claims (1)
- 【請求項１】 船舶の前後方向の速度と船首および船尾
の左右方向の速度とを測定する船速測定装置において、 当該船舶に搭載され当該船舶の船首あるいは船尾の１点
（Ｓ点とする）における前後左右方向の速度を測定する
手段、 当該船舶に搭載されたジャイロから当該船舶の船首尾方
向に対する角速度ω0を得る手段、 当該船舶に搭載された航法装置から当該船舶の現在位置
の緯度情報ＬＡＴを得、下記式を用いて上記角速度ω0
の地球の自転に起因する位置誤差を補正する手段、 ω＝ω0 ＋２・ｓｉｎ-1｛ｓｉｎ（α／２）・ｓｉｎ（ＬＡＴ）｝ ｛但し、ωは補正後の角速度、αは地球の自転の角速度
（０．２５°／ｍｉｎ）である。｝ 上記Ｓ点から距離Ｌだけ離れたこのＳ点に対応する船尾
あるいは船首にある点Ｐにおける左右方向の速度ＶP
を、下記式を用いて算出する手段、 ＶP ＝Ｌ・ω＋Ｖ1 （但し、Ｖ1 はＳ点における左右
方向の速度） を備えたことを特徴とする船速測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05087778A JP3113120B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 船速測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05087778A JP3113120B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 船速測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06273526A JPH06273526A (ja) | 1994-09-30 |
| JP3113120B2 true JP3113120B2 (ja) | 2000-11-27 |
Family
ID=13924445
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05087778A Expired - Fee Related JP3113120B2 (ja) | 1993-03-24 | 1993-03-24 | 船速測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3113120B2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-24 JP JP05087778A patent/JP3113120B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06273526A (ja) | 1994-09-30 |
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