JP3148986B2 - 船体位置偏奇量検出装置 - Google Patents
船体位置偏奇量検出装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電界信号検出手段
を備え、海上を航行する船体を検出する装置に係り、特
に静的な電界信号を有する船体の航行位置偏奇量を水中
にて検出する船体位置偏奇量検出装置に関する。
を備え、海上を航行する船体を検出する装置に係り、特
に静的な電界信号を有する船体の航行位置偏奇量を水中
にて検出する船体位置偏奇量検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の目標検出技術について述べると、
従来の検知器では、目標船の検出方式として音響、又は
磁気を使用するが、目標船の位置偏奇量を正確に推定す
ることはできない。例えば、音響検出方式では、目標船
が発生する音響信号を検出することにより目標船の位置
偏奇量を推定するが、係る方式では、目標船が発生する
音響信号の絶対的なレベルに依存するため、大きな音響
信号を発生しながら検知器の遠方を航行する目標船と検
知器の近くを小さな音響信号を発生させながら航行する
目標船それぞれの位置偏奇量を確実に推定することがで
きない。また、磁気信号検知器においては、目標船固有
の磁気量、地磁気の状態、さらには磁北に対する航行方
向により目標船が発生する磁気信号が複雑に変化するた
め、船体位置偏奇量を検出しがたい。
従来の検知器では、目標船の検出方式として音響、又は
磁気を使用するが、目標船の位置偏奇量を正確に推定す
ることはできない。例えば、音響検出方式では、目標船
が発生する音響信号を検出することにより目標船の位置
偏奇量を推定するが、係る方式では、目標船が発生する
音響信号の絶対的なレベルに依存するため、大きな音響
信号を発生しながら検知器の遠方を航行する目標船と検
知器の近くを小さな音響信号を発生させながら航行する
目標船それぞれの位置偏奇量を確実に推定することがで
きない。また、磁気信号検知器においては、目標船固有
の磁気量、地磁気の状態、さらには磁北に対する航行方
向により目標船が発生する磁気信号が複雑に変化するた
め、船体位置偏奇量を検出しがたい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術では前述し
たように海底から目標船の接近の度合いを検出すること
は極めて難しい。例えば、目標船が発生する音響信号、
磁気信号の大きさから目標船の位置偏奇量を推定する方
法が考えられるが、しかし、目標船の発生する音響、磁
気を利用する方法は目標船が積極的にその絶対量を変
化、減衰させることができるためにその接近量を検出す
ることは難しくなる。
たように海底から目標船の接近の度合いを検出すること
は極めて難しい。例えば、目標船が発生する音響信号、
磁気信号の大きさから目標船の位置偏奇量を推定する方
法が考えられるが、しかし、目標船の発生する音響、磁
気を利用する方法は目標船が積極的にその絶対量を変
化、減衰させることができるためにその接近量を検出す
ることは難しくなる。
【０００４】そこで、検出しようとする目標船の発生す
る音響、磁気を利用しないで目標船を検出することが必
要となる。
る音響、磁気を利用しないで目標船を検出することが必
要となる。
【０００５】本発明は、上記の点に鑑み、音響、磁気を
利用しないで目標船を検出してその位置の偏奇量を算出
可能な船体位置偏奇量検出装置を提供することを目的と
する。
利用しないで目標船を検出してその位置の偏奇量を算出
可能な船体位置偏奇量検出装置を提供することを目的と
する。
【０００６】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。
の実施の形態において明らかにする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の船体位置偏奇量検出装置は、相互に直交す
る第１及び第２の軸線上のそれぞれ２点及びこれらに垂
直な第３の軸線上の２点に配置されて水中の電位差を検
出する電極群を有し、水中の電界を検知する電界センサ
と、前記電極群のうち同一軸線上にある対をなした電極
同士の出力をそれぞれ差動増幅する差動増幅回路群と、
前記電界センサの水中での深度を測定する深度計と、前
記差動増幅回路群の出力及び前記深度計の測定深度から
船体の位置偏奇量を計算する位置偏奇量計算回路とを備
えることを特徴としている。
に、本発明の船体位置偏奇量検出装置は、相互に直交す
る第１及び第２の軸線上のそれぞれ２点及びこれらに垂
直な第３の軸線上の２点に配置されて水中の電位差を検
出する電極群を有し、水中の電界を検知する電界センサ
と、前記電極群のうち同一軸線上にある対をなした電極
同士の出力をそれぞれ差動増幅する差動増幅回路群と、
前記電界センサの水中での深度を測定する深度計と、前
記差動増幅回路群の出力及び前記深度計の測定深度から
船体の位置偏奇量を計算する位置偏奇量計算回路とを備
えることを特徴としている。
【０００８】前記船体位置偏奇量検出装置において、前
記位置偏奇量計算回路の出力情報を保管するデータ記録
器をさらに備えるとよい。
記位置偏奇量計算回路の出力情報を保管するデータ記録
器をさらに備えるとよい。
【０００９】前記第１及び第２の軸線が水平面内にある
とよい。
とよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る船体位置偏奇
量検出装置の実施の形態を図面に従って説明する。
量検出装置の実施の形態を図面に従って説明する。
【００１１】図１は本発明の実施の形態の全体的回路構
成、図２は実施の形態で用いる電極棒構造の斜視図、図
３は装置全体の外観を示す斜視図をそれぞれ示す。
成、図２は実施の形態で用いる電極棒構造の斜視図、図
３は装置全体の外観を示す斜視図をそれぞれ示す。
【００１２】これらの図において、海底に設置された電
界センサ１０は、海底において水平配置された電極棒１
−１、同一構造でそれと同一水平面で直交する電極棒１
−２、さらに、同一構造でそれらに直交する垂直配置の
電極棒１−３を図２のように有している。そして、各電
極棒１−１，１−２の両端位置、つまり相互に直交する
水平軸線の互いに離間した各々２点に水平方向の電位差
を検知する電極２−１，２−２及び電極２−３，２−４
が内蔵、配置されている。電極棒１−３の両端位置、つ
まり前記２本の水平軸線に直交する垂直軸線の互いに離
間した２点に垂直方向の電位差を検知する電極２−５，
２−６が内蔵、配置されている。ここでは、便宜上、電
極棒１−１の置かれた水平軸線がＸ方向、電極棒１−２
の置かれた水平軸線がＹ方向、電極棒１−３の置かれた
垂直軸線がＺ方向であるものとする。
界センサ１０は、海底において水平配置された電極棒１
−１、同一構造でそれと同一水平面で直交する電極棒１
−２、さらに、同一構造でそれらに直交する垂直配置の
電極棒１−３を図２のように有している。そして、各電
極棒１−１，１−２の両端位置、つまり相互に直交する
水平軸線の互いに離間した各々２点に水平方向の電位差
を検知する電極２−１，２−２及び電極２−３，２−４
が内蔵、配置されている。電極棒１−３の両端位置、つ
まり前記２本の水平軸線に直交する垂直軸線の互いに離
間した２点に垂直方向の電位差を検知する電極２−５，
２−６が内蔵、配置されている。ここでは、便宜上、電
極棒１−１の置かれた水平軸線がＸ方向、電極棒１−２
の置かれた水平軸線がＹ方向、電極棒１−３の置かれた
垂直軸線がＺ方向であるものとする。
【００１３】同一軸線上にある対をなした電極同士の出
力（電位差）はそれぞれ差動増幅回路に加えられる。つ
まり、Ｘ方向の電極棒１−１の両端位置の電極２−１，
２−２の電位差は差動増幅回路３−１で所定レベルまで
電圧増幅される。同様に、Ｙ方向の電極棒１−２の両端
位置の電極２−３，２−４の電位差は差動増幅回路３−
２で所定レベルまで電圧増幅され、Ｚ方向の電極棒１−
３の両端位置の電極２−５，２−６の電位差は差動増幅
回路３−３で所定レベルまで電圧増幅される。
力（電位差）はそれぞれ差動増幅回路に加えられる。つ
まり、Ｘ方向の電極棒１−１の両端位置の電極２−１，
２−２の電位差は差動増幅回路３−１で所定レベルまで
電圧増幅される。同様に、Ｙ方向の電極棒１−２の両端
位置の電極２−３，２−４の電位差は差動増幅回路３−
２で所定レベルまで電圧増幅され、Ｚ方向の電極棒１−
３の両端位置の電極２−５，２−６の電位差は差動増幅
回路３−３で所定レベルまで電圧増幅される。
【００１４】本装置の深度情報（電界センサ１０の深度
情報）は前記電極群のすぐ脇に設置された深度計４によ
り検知する。
情報）は前記電極群のすぐ脇に設置された深度計４によ
り検知する。
【００１５】さらに差動増幅回路３−１〜３−３の出力
及び深度計４の深度情報は位置偏奇量計算回路５に加え
られ、この位置偏奇量計算回路５により目標船の最接近
時の位置偏奇量が計算される。
及び深度計４の深度情報は位置偏奇量計算回路５に加え
られ、この位置偏奇量計算回路５により目標船の最接近
時の位置偏奇量が計算される。
【００１６】位置偏奇量計算回路５により計算された結
果（出力情報）はデータ収録器６に格納される。なお、
図示は省略したが、本装置は時刻情報を得るための内蔵
時計を備えている。
果（出力情報）はデータ収録器６に格納される。なお、
図示は省略したが、本装置は時刻情報を得るための内蔵
時計を備えている。
【００１７】図２は３個の電極棒１−１，１−２，１−
３の位置関係を示している。各電極棒１−１、１−２、
１−３は互いに直交しており、かつ各電極棒が交わる箇
所には接続箱７がある。なお、差動増幅回路３−１，３
−２，３−３、深度計４、位置偏奇量計算回路５、デー
タ収録器６等は前記接続箱７の中に格納されている。
３の位置関係を示している。各電極棒１−１、１−２、
１−３は互いに直交しており、かつ各電極棒が交わる箇
所には接続箱７がある。なお、差動増幅回路３−１，３
−２，３−３、深度計４、位置偏奇量計算回路５、デー
タ収録器６等は前記接続箱７の中に格納されている。
【００１８】図３は本装置の外観である。本装置は、電
極２−１〜２−６を除き、海水に接触する外装ケース部
分２０は全て非金属性材料の絶縁体で構成されている。
極２−１〜２−６を除き、海水に接触する外装ケース部
分２０は全て非金属性材料の絶縁体で構成されている。
【００１９】図４は位置偏奇量計算回路５における計算
内容を説明するためのものであり、図５は静的な電界信
号を有する船体による海中での電界分布を説明するもの
である。
内容を説明するためのものであり、図５は静的な電界信
号を有する船体による海中での電界分布を説明するもの
である。
【００２０】この実施の形態による船体位置の偏奇量検
出動作は以下の通りである。
出動作は以下の通りである。
【００２１】初めに海底（又は海中）に設置された電界
センサ１０の電極棒１−１内の対を成した電極２−１，
２−２によりＸ方向の電位差を、電極棒１−２内の対を
成した電極２−３，２−４によりＹ方向の電位差を、電
極棒１−３内の対を成した電極２−５，２−６によりＺ
方向の電位差を検知する。つまり、前記の電極群が配置
された海底側より、上向きに向かって海面からの電界値
をモニターする。
センサ１０の電極棒１−１内の対を成した電極２−１，
２−２によりＸ方向の電位差を、電極棒１−２内の対を
成した電極２−３，２−４によりＹ方向の電位差を、電
極棒１−３内の対を成した電極２−５，２−６によりＺ
方向の電位差を検知する。つまり、前記の電極群が配置
された海底側より、上向きに向かって海面からの電界値
をモニターする。
【００２２】この後、各差動増幅回路３−１〜３−３に
より各電極棒内の対を成した２枚の電極間の電位差をそ
れぞれ差動増幅する。
より各電極棒内の対を成した２枚の電極間の電位差をそ
れぞれ差動増幅する。
【００２３】さらに、位置偏奇量計算回路５において、
次の式(1)でＮＥＣＲを計算する。
次の式(1)でＮＥＣＲを計算する。
【数１】 ここで、Ｅｘ、Ｅｙ、Ｅｚはそれぞれ差動増幅回路３−
１、３−２、３−３で差動増幅して得られた電界値であ
る。なお、Ｅｘは海底における水平方向（海面に平行な
方向：Ｘ方向）、Ｅｙはそれに直交する水平方向（海面
に平行な方向：Ｙ方向）、Ｅｚは海底における垂直方向
（Ｚ方向）の電極棒からそれぞれ得られた電界値を増幅
したものである。
１、３−２、３−３で差動増幅して得られた電界値であ
る。なお、Ｅｘは海底における水平方向（海面に平行な
方向：Ｘ方向）、Ｅｙはそれに直交する水平方向（海面
に平行な方向：Ｙ方向）、Ｅｚは海底における垂直方向
（Ｚ方向）の電極棒からそれぞれ得られた電界値を増幅
したものである。
【００２４】次にＮＥＣＲの値の最大値（以下、ＭＮＥ
ＣＲと称する）を得る。このＭＮＥＣＲは本装置に対し
て船体が航行することでＮＣＥＲ値が時々刻々変動する
が、その中での最初に現れる極大値である。
ＣＲと称する）を得る。このＭＮＥＣＲは本装置に対し
て船体が航行することでＮＣＥＲ値が時々刻々変動する
が、その中での最初に現れる極大値である。
【００２５】ここで、ＮＣＥＲは、簡単に言えば海底
（あるいは海中）に設置された本装置から船体１１を見
上げたとき、「船体のどこの部分が見えたか」なる情報
を示すものである。図５（Ａ）から判るように、本装置
の真上を船体１１が航行している場合には、船体の電界
モーメント（電界分布）の垂直成分、すなわちＥｚ成分
のみからなる地点（このときＭＮＥＣＲ＝１）が存在す
る。これに対して、図５（Ｂ）のように船体１１が本装
置の真上ではなく、脇にずれた位置を航行すると、Ｅｚ
成分の他にＥｙ成分（このとき−１≦ＭＮＥＣＲ＜１）
が計測されることになる。
（あるいは海中）に設置された本装置から船体１１を見
上げたとき、「船体のどこの部分が見えたか」なる情報
を示すものである。図５（Ａ）から判るように、本装置
の真上を船体１１が航行している場合には、船体の電界
モーメント（電界分布）の垂直成分、すなわちＥｚ成分
のみからなる地点（このときＭＮＥＣＲ＝１）が存在す
る。これに対して、図５（Ｂ）のように船体１１が本装
置の真上ではなく、脇にずれた位置を航行すると、Ｅｚ
成分の他にＥｙ成分（このとき−１≦ＭＮＥＣＲ＜１）
が計測されることになる。
【００２６】その後、位置偏奇量計算回路５は、ＭＮＥ
ＣＲ値と、深度計４から得られた電界センサ１０の深度
情報ｄから、次式(2)で本装置の真上から見た（真上を
基準とした）目標船の位置偏奇量の推定値、ＬＩＰＳ値
を得る。
ＣＲ値と、深度計４から得られた電界センサ１０の深度
情報ｄから、次式(2)で本装置の真上から見た（真上を
基準とした）目標船の位置偏奇量の推定値、ＬＩＰＳ値
を得る。
【００２７】 ＬＩＰＳ＝（１−ＭＮＥＣＲ）ｄ …(2) このＬＩＰＳ値を求める式(2)は、円弧の長さが半径×
角度で得られることと類似であり、すなわち−１〜１の
範囲でいわゆる正規化された角度に相当するもの（１−
ＭＮＥＣＲ）に深度ｄを掛けた値である。さらに、デー
タ収録器５は、上記手順で得たＬＩＰＳ値を記録、保管
する。
角度で得られることと類似であり、すなわち−１〜１の
範囲でいわゆる正規化された角度に相当するもの（１−
ＭＮＥＣＲ）に深度ｄを掛けた値である。さらに、デー
タ収録器５は、上記手順で得たＬＩＰＳ値を記録、保管
する。
【００２８】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る船体
位置偏奇量検出装置はパッシブ方式である。すなわち本
装置は、アクティブではないため周囲に影響を及ぼすこ
となく目標船の位置偏奇量及び移動の様子を検出でき
る。また、自然に海面に発生している電界雑音は存在せ
ず、本装置を欺瞞することが難しい。すなわち、人工的
にしか発生しえない電界を比較の対象とするため、従来
の音響や磁気による検出方法と異なり、魚類等から発生
する音響雑音や地磁気の変動による影響を受けない。
位置偏奇量検出装置はパッシブ方式である。すなわち本
装置は、アクティブではないため周囲に影響を及ぼすこ
となく目標船の位置偏奇量及び移動の様子を検出でき
る。また、自然に海面に発生している電界雑音は存在せ
ず、本装置を欺瞞することが難しい。すなわち、人工的
にしか発生しえない電界を比較の対象とするため、従来
の音響や磁気による検出方法と異なり、魚類等から発生
する音響雑音や地磁気の変動による影響を受けない。
【図１】本発明に係る船体位置偏奇量検出装置の実施の
形態の全体構成を示すブロック図である。
形態の全体構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態で用いる電界センサの構成を示す斜
視図である。
視図である。
【図３】実施の形態の外観を示す斜視図である。
【図４】位置偏奇量計算回路における計算内容を説明す
るための説明図である。
るための説明図である。
【図５】電界信号を有する船体による電界モーメント
（電界分布）を示す説明図である。
（電界分布）を示す説明図である。
１−１〜１−３ 電極棒 ２−１〜２−６ 電極 ３−１〜３−３ 差動増幅回路 ４ 深度計 ５ 位置偏奇量計算回路 ６ データ収録器 ７ 接続箱 １０ 電界センサ １１ 船体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｃ 22/00 Ｇ０１Ｃ 22/00 Ｅ Ｇ０１Ｒ 29/12 Ｇ０１Ｒ 29/12 Ｇ (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01C 15/00 101 - 15/14 B63B 49/00 G01B 7/00 G01C 21/08 G01C 22/00 G01R 29/12
Claims (3)
- 【請求項１】 相互に直交する第１及び第２の軸線上の
それぞれ２点及びこれらに垂直な第３の軸線上の２点に
配置されて水中の電位差を検出する電極群を有し、水中
の電界を検知する電界センサと、前記電極群のうち同一
軸線上にある対をなした電極同士の出力をそれぞれ差動
増幅する差動増幅回路群と、前記電界センサの水中での
深度を測定する深度計と、前記差動増幅回路群の出力及
び前記深度計の測定深度から船体の位置偏奇量を計算す
る位置偏奇量計算回路とを備えることを特徴とする船体
位置偏奇量検出装置。 - 【請求項２】 前記位置偏奇量計算回路の出力情報を保
管するデータ記録器をさらに備える請求項１記載の船体
位置偏奇量検出装置。 - 【請求項３】 前記第１及び第２の軸線が水平面内にあ
る請求項１又は２記載の船体位置偏奇量検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11769199A JP3148986B2 (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 船体位置偏奇量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11769199A JP3148986B2 (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 船体位置偏奇量検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000304533A JP2000304533A (ja) | 2000-11-02 |
| JP3148986B2 true JP3148986B2 (ja) | 2001-03-26 |
Family
ID=14717920
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11769199A Expired - Lifetime JP3148986B2 (ja) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | 船体位置偏奇量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3148986B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103217591A (zh) * | 2013-04-22 | 2013-07-24 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种海洋环境电场测量装置 |
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|---|---|---|---|---|
| JP4516724B2 (ja) * | 2003-05-22 | 2010-08-04 | Ｎｅｃネットワーク・センサ株式会社 | 電界センサ用電極ユニット及び電界センサ |
| JP4515230B2 (ja) * | 2004-09-06 | 2010-07-28 | ユニバーサル特機株式会社 | 移動体位置等推定検出方法、装置及び移動体位置等推定検出方法のプログラム |
| JP4494268B2 (ja) * | 2005-03-29 | 2010-06-30 | ユニバーサル特機株式会社 | 探知ブイ |
| JP4958424B2 (ja) * | 2005-11-07 | 2012-06-20 | ユニバーサル特機株式会社 | 電界検出方法、装置及び電界検出方法のプログラム並びに移動体位置等推定検出方法、装置及び移動体位置等推定検出方法のプログラム |
| JP4958605B2 (ja) * | 2007-04-02 | 2012-06-20 | ユニバーサル特機株式会社 | 移動体位置等推定検出方法、装置及び移動体位置等推定検出方法のプログラム |
| JP2009002680A (ja) * | 2007-06-19 | 2009-01-08 | Shimadzu Corp | 電界又は磁気の測定方法 |
| JP5008154B2 (ja) * | 2009-11-11 | 2012-08-22 | 防衛省技術研究本部長 | 船舶の電流モーメント解析装置 |
| NL2024318B1 (en) * | 2019-11-27 | 2021-08-30 | Fnv Ip Bv | Electric field gradient sensor |
| CN112540237A (zh) * | 2020-12-15 | 2021-03-23 | 中国人民解放军陆军工程大学 | 一种实现单站雷电定向的大气电场仪及方法 |
| CN114688955B (zh) * | 2022-03-02 | 2023-03-14 | 中国人民解放军海军工程大学 | 一种水下电场源快速交叉定位方法 |
-
1999
- 1999-04-26 JP JP11769199A patent/JP3148986B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103217591A (zh) * | 2013-04-22 | 2013-07-24 | 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 | 一种海洋环境电场测量装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000304533A (ja) | 2000-11-02 |
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