JP3159199B2 - 伝播データの計算方法 - Google Patents
伝播データの計算方法Info
- Publication number
- JP3159199B2 JP3159199B2 JP04768799A JP4768799A JP3159199B2 JP 3159199 B2 JP3159199 B2 JP 3159199B2 JP 04768799 A JP04768799 A JP 04768799A JP 4768799 A JP4768799 A JP 4768799A JP 3159199 B2 JP3159199 B2 JP 3159199B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- propagation
- intersections
- propagation data
- boundaries
- boundary
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ソナー等におけ
る振動波の伝播や反射の計算に用いる水中音場の特性を
示す伝播データの計算方法に関する。
る振動波の伝播や反射の計算に用いる水中音場の特性を
示す伝播データの計算方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から用いられている海中音波伝播の
計算方法として、幾つかのものが知られている。図８
は、従来技術の海中音波伝播の計算方法の一例を示す模
式図である。
計算方法として、幾つかのものが知られている。図８
は、従来技術の海中音波伝播の計算方法の一例を示す模
式図である。
【０００３】図８は、予め伝播データを求めたい解析深
度を設定し、音源１０１からの音線のトラッキングによ
り伝播経路に沿って伝播データを計算し、音線が解析深
度に達した各サンプル点１０２、１０２・・・でこの伝
播データを出力していた。
度を設定し、音源１０１からの音線のトラッキングによ
り伝播経路に沿って伝播データを計算し、音線が解析深
度に達した各サンプル点１０２、１０２・・・でこの伝
播データを出力していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこの図８
に示す技術では、所望の解析深度と音線とが交差する点
の距離は等間隔ではない。即ち、伝播データが出力され
る位置は、等間隔でない特定の位置に限定される。この
ため、音場内の任意位置の伝播データを効率的に出力す
ることはできない。
に示す技術では、所望の解析深度と音線とが交差する点
の距離は等間隔ではない。即ち、伝播データが出力され
る位置は、等間隔でない特定の位置に限定される。この
ため、音場内の任意位置の伝播データを効率的に出力す
ることはできない。
【０００５】また、異なる音線群の音線が所望の解析深
度の同じ距離に到達するとは限らないため、任意位置に
おける伝播時間の異なるデータ（即ち、異なる音線群の
データ）を出力することができない。
度の同じ距離に到達するとは限らないため、任意位置に
おける伝播時間の異なるデータ（即ち、異なる音線群の
データ）を出力することができない。
【０００６】図９は、従来の海中音波伝播の計算方法の
他の例を示す模式図である。この方法では、予め全音場
内を等間隔のグリッド２０１によって複数の領域２０
２、２０２・・・に分割し、音線２０３、２０３・・・
の経路上の伝播損失値を細かく刻んで計算していき、１
つの領域２０２内を通過する全音線の全伝播損失値の合
計している。即ち、１つの領域２０２内の全音線２０
３、２０３・・・全計算点の伝播損失値の合計を、この
領域２０２の伝播損失値として出力していた。
他の例を示す模式図である。この方法では、予め全音場
内を等間隔のグリッド２０１によって複数の領域２０
２、２０２・・・に分割し、音線２０３、２０３・・・
の経路上の伝播損失値を細かく刻んで計算していき、１
つの領域２０２内を通過する全音線の全伝播損失値の合
計している。即ち、１つの領域２０２内の全音線２０
３、２０３・・・全計算点の伝播損失値の合計を、この
領域２０２の伝播損失値として出力していた。
【０００７】しかしながらこの図９に技術では、各領域
２０２、２０２・・・をこの中に含まれる時間要素の異
なる全ての伝播データに対応づけているので、各領域２
０２、２０２・・・を特定の伝播時間に限定できない。
このため、各領域２０２、２０２・・・における伝播時
間を計算できないという問題点があった。
２０２、２０２・・・をこの中に含まれる時間要素の異
なる全ての伝播データに対応づけているので、各領域２
０２、２０２・・・を特定の伝播時間に限定できない。
このため、各領域２０２、２０２・・・における伝播時
間を計算できないという問題点があった。
【０００８】この発明は、このような背景の下になされ
たもので、音場内の任意位置の伝播データを効率的に出
力することができ、音場内の所定の領域における伝播時
間を計算することができる伝播データの計算方法を提供
することを目的としている。
たもので、音場内の任意位置の伝播データを効率的に出
力することができ、音場内の所定の領域における伝播時
間を計算することができる伝播データの計算方法を提供
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】上述した課題を解決する
ために、請求項１に記載の発明にあっては、所定の伝播
媒体を等間隔で平行に並ぶ複数の第１の境界と当該複数
の第１の境界の各々とは直交し等間隔で平行に並ぶ複数
の第２の境界とからなる格子によって分割される複数の
領域に分割し、前記複数の領域における前記複数の第１
または複数の第２の境界の何れか一方の相互間を所定の
比率で分割する第３の境界上の所定の相対位置の各々に
標本点を設け、波源から所定角度毎に輻射される振動波
の伝播経路の各々と前記第３の境界との交点の各々の伝
播データを求め、前記第３の境界上で隣接する２つの前
記交点の伝播データに基づいて当該２つの交点に挟まれ
た前記標本点における伝播データを求めることを特徴と
する。また、請求項２に記載の発明にあっては、請求項
１に記載の伝播データの計算方法では、前記所定の伝播
媒体は水であり、前記複数の第１の境界と複数の前記第
３の境界または前記複数の第２の境界と複数の前記第３
の境界とは水面からの深度を等間隔に分割することを特
徴とする。また、請求項３に記載の発明にあっては、請
求項１または請求項２の何れかに記載の伝播データの計
算方法では、前記波源は複数の方位に音線群を輻射し、
前記２つの交点にかかる前記振動波の伝播経路が互いに
同一の前記音線群に属する場合に当該２つの交点に挟ま
れた前記標本点における伝播データを求めることを特徴
とする。また、請求項４に記載の発明にあっては、所定
の伝播媒体を等間隔で平行に並ぶ複数の第１の境界と当
該複数の第１の境界の各々とは直交し等間隔で平行に並
ぶ複数の第２の境界とからなる格子によって分割される
複数の領域に分割し、前記複数の領域における前記複数
の第１の境界の相互間を所定の比率で分割する第３の境
界と前記複数の第２の境界の相互間を所定の比率で分割
する第４の境界との交点の各々または当該第３の境界と
当該第３の境界に交差する反射境界との交点の各々に標
本点を設け、波源から所定角度毎に輻射される振動波の
伝播経路の各々と前記第４の境界との交点の各々または
前記反射境界における反射点の各々の伝播データを求
め、前記第３の境界上で隣接する２つの前記交点の伝播
データに基づいて当該２つの交点に挟まれた前記標本点
における伝播データを求めまたは前記反射境界上で隣接
する２つの前記反射点の伝播データに基づいて当該２つ
の反射点に挟まれた前記標本点における伝播データを求
めることを特徴とする。また、請求項５に記載の発明に
あっては、請求項４に記載の伝播データの計算方法で
は、前記所定の伝播媒体は水であるとともに前記反射境
界は水面または水底であり、前記複数の第１の境界と複
数の前記第４の境界とは水面からの深度を等間隔に分割
することを特徴とする。また、請求項６に記載の発明に
あっては、請求項４または請求項５の何れかに記載の伝
播データの計算方法では、前記波源は複数の方位に音線
群を輻射し、前記２つの交点にかかる前記振動波の伝播
経路が互いに同一の前記音線群に属しあるいは前記２つ
の反射点にかかる前記振動波の伝播経路が互いに同一の
前記音線群に属する場合に当該２つの交点あるいは当該
２つの反射点に挟まれた前記標本点における伝播データ
を求めることを特徴とする。また、請求項７に記載の発
明にあっては、請求項４ないし請求項６の何れかに記載
の伝播データの計算方法では、前記２つの交点の内の第
１の交点における伝播データの値をＣならびに第２の交
点における伝播データの値をＤとし、前記第１の交点か
ら前記２つの交点に挟まれた標本点までの線分長をｃな
らびに前記第２の交点から前記２つの交点に挟まれた標
本点までの線分長をｄとし、前記２つの交点に挟まれた
標本点における伝播データの値をＤ＋ｃ・（Ｄ−Ｃ）／
（ｃ＋ｄ）として求めることを特徴とする。また、請求
項８に記載の発明にあっては、請求項１ないし請求項７
までの何れかに記載の伝播データの計算方法では、前記
２つの交点の内の第１の交点における伝播データの値を
Ａならびに第２の交点における伝播データの値をＢと
し、前記第１の交点から前記２つの交点に挟まれた標本
点までの線分長をａならびに前記第２の交点から前記２
つの交点に挟まれた標本点までの線分長をｂとし、前記
２つの交点に挟まれた標本点における伝播データの値を
Ｂ＋ａ・（Ｂ−Ａ）／（ａ＋ｂ）として求めることを特
徴とする。また、請求項９に記載の発明にあっては、請
求項１ないし請求項８までの何れかに記載の伝播データ
の計算方法では、前記複数の標本点の各々において求め
た前記伝播データをデータ列として出力することを特徴
とする。
ために、請求項１に記載の発明にあっては、所定の伝播
媒体を等間隔で平行に並ぶ複数の第１の境界と当該複数
の第１の境界の各々とは直交し等間隔で平行に並ぶ複数
の第２の境界とからなる格子によって分割される複数の
領域に分割し、前記複数の領域における前記複数の第１
または複数の第２の境界の何れか一方の相互間を所定の
比率で分割する第３の境界上の所定の相対位置の各々に
標本点を設け、波源から所定角度毎に輻射される振動波
の伝播経路の各々と前記第３の境界との交点の各々の伝
播データを求め、前記第３の境界上で隣接する２つの前
記交点の伝播データに基づいて当該２つの交点に挟まれ
た前記標本点における伝播データを求めることを特徴と
する。また、請求項２に記載の発明にあっては、請求項
１に記載の伝播データの計算方法では、前記所定の伝播
媒体は水であり、前記複数の第１の境界と複数の前記第
３の境界または前記複数の第２の境界と複数の前記第３
の境界とは水面からの深度を等間隔に分割することを特
徴とする。また、請求項３に記載の発明にあっては、請
求項１または請求項２の何れかに記載の伝播データの計
算方法では、前記波源は複数の方位に音線群を輻射し、
前記２つの交点にかかる前記振動波の伝播経路が互いに
同一の前記音線群に属する場合に当該２つの交点に挟ま
れた前記標本点における伝播データを求めることを特徴
とする。また、請求項４に記載の発明にあっては、所定
の伝播媒体を等間隔で平行に並ぶ複数の第１の境界と当
該複数の第１の境界の各々とは直交し等間隔で平行に並
ぶ複数の第２の境界とからなる格子によって分割される
複数の領域に分割し、前記複数の領域における前記複数
の第１の境界の相互間を所定の比率で分割する第３の境
界と前記複数の第２の境界の相互間を所定の比率で分割
する第４の境界との交点の各々または当該第３の境界と
当該第３の境界に交差する反射境界との交点の各々に標
本点を設け、波源から所定角度毎に輻射される振動波の
伝播経路の各々と前記第４の境界との交点の各々または
前記反射境界における反射点の各々の伝播データを求
め、前記第３の境界上で隣接する２つの前記交点の伝播
データに基づいて当該２つの交点に挟まれた前記標本点
における伝播データを求めまたは前記反射境界上で隣接
する２つの前記反射点の伝播データに基づいて当該２つ
の反射点に挟まれた前記標本点における伝播データを求
めることを特徴とする。また、請求項５に記載の発明に
あっては、請求項４に記載の伝播データの計算方法で
は、前記所定の伝播媒体は水であるとともに前記反射境
界は水面または水底であり、前記複数の第１の境界と複
数の前記第４の境界とは水面からの深度を等間隔に分割
することを特徴とする。また、請求項６に記載の発明に
あっては、請求項４または請求項５の何れかに記載の伝
播データの計算方法では、前記波源は複数の方位に音線
群を輻射し、前記２つの交点にかかる前記振動波の伝播
経路が互いに同一の前記音線群に属しあるいは前記２つ
の反射点にかかる前記振動波の伝播経路が互いに同一の
前記音線群に属する場合に当該２つの交点あるいは当該
２つの反射点に挟まれた前記標本点における伝播データ
を求めることを特徴とする。また、請求項７に記載の発
明にあっては、請求項４ないし請求項６の何れかに記載
の伝播データの計算方法では、前記２つの交点の内の第
１の交点における伝播データの値をＣならびに第２の交
点における伝播データの値をＤとし、前記第１の交点か
ら前記２つの交点に挟まれた標本点までの線分長をｃな
らびに前記第２の交点から前記２つの交点に挟まれた標
本点までの線分長をｄとし、前記２つの交点に挟まれた
標本点における伝播データの値をＤ＋ｃ・（Ｄ−Ｃ）／
（ｃ＋ｄ）として求めることを特徴とする。また、請求
項８に記載の発明にあっては、請求項１ないし請求項７
までの何れかに記載の伝播データの計算方法では、前記
２つの交点の内の第１の交点における伝播データの値を
Ａならびに第２の交点における伝播データの値をＢと
し、前記第１の交点から前記２つの交点に挟まれた標本
点までの線分長をａならびに前記第２の交点から前記２
つの交点に挟まれた標本点までの線分長をｂとし、前記
２つの交点に挟まれた標本点における伝播データの値を
Ｂ＋ａ・（Ｂ−Ａ）／（ａ＋ｂ）として求めることを特
徴とする。また、請求項９に記載の発明にあっては、請
求項１ないし請求項８までの何れかに記載の伝播データ
の計算方法では、前記複数の標本点の各々において求め
た前記伝播データをデータ列として出力することを特徴
とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に、本発明について説明す
る。図１は、本発明の一実施の形態にかかる伝播データ
の計算方法における原理的な処理の流れを示す模式図で
ある。この図に示すステップＳｔ１の計算条件設定部分
では、海中音波伝播の計算に必要となる海中の温度分
布、海面条件、海底条件および音源位置等の諸条件を入
力設定する。
る。図１は、本発明の一実施の形態にかかる伝播データ
の計算方法における原理的な処理の流れを示す模式図で
ある。この図に示すステップＳｔ１の計算条件設定部分
では、海中音波伝播の計算に必要となる海中の温度分
布、海面条件、海底条件および音源位置等の諸条件を入
力設定する。
【００１１】ステップＳｔ２のサンプル点形成部分で
は、サンプル点形成する。図２は、このサンプル点の形
成を説明するための模式図である。この図に示すよう
に、計算対象となる海中音場を、距離・深度ともに等間
隔のグリッド３によって複数の領域４、４・・・に分割
し、計算された伝播データが格納保存されるサンプル点
５、５・・・をこの領域内に形成する。
は、サンプル点形成する。図２は、このサンプル点の形
成を説明するための模式図である。この図に示すよう
に、計算対象となる海中音場を、距離・深度ともに等間
隔のグリッド３によって複数の領域４、４・・・に分割
し、計算された伝播データが格納保存されるサンプル点
５、５・・・をこの領域内に形成する。
【００１２】このサンプル点５、５・・・は、各領域
４、４・・・中の距離分割線１、１・・・と深度分割線
２、２・・・との交点、および海面６と距離分割線１、
１・・・との交点、そして海底７と距離分割線１、１・
・・との交点の各々の位置に形成される。
４、４・・・中の距離分割線１、１・・・と深度分割線
２、２・・・との交点、および海面６と距離分割線１、
１・・・との交点、そして海底７と距離分割線１、１・
・・との交点の各々の位置に形成される。
【００１３】ステップＳｔ３の伝播データ計算部分はス
テップＳｔ４の音線トラッキング部分とステップＳｔ５
の伝播データ補間部分とからなる。音線トラッキング部
分（ステップＳｔ４）では、任意の放射角度の間隔で順
次音源９からの音線１０、１０・・・（図２参照）のト
ラッキングを行う。
テップＳｔ４の音線トラッキング部分とステップＳｔ５
の伝播データ補間部分とからなる。音線トラッキング部
分（ステップＳｔ４）では、任意の放射角度の間隔で順
次音源９からの音線１０、１０・・・（図２参照）のト
ラッキングを行う。
【００１４】このトラッキングは１本の音線経路を計算
するとともに、音線経路に沿った伝播損失、伝播時間、
伝播経路長および伝播角度等といった伝播データを逐次
計算し、一時的に格納保存する。
するとともに、音線経路に沿った伝播損失、伝播時間、
伝播経路長および伝播角度等といった伝播データを逐次
計算し、一時的に格納保存する。
【００１５】伝播データ補間部分（ステップＳｔ５）で
は、距離に対応した補間計算によってサンプル点の伝播
データを求め格納保存する。図３ないし図５は、この伝
播データ補間部分における処理を説明する模式図であ
る。
は、距離に対応した補間計算によってサンプル点の伝播
データを求め格納保存する。図３ないし図５は、この伝
播データ補間部分における処理を説明する模式図であ
る。
【００１６】図３に示すように本実施の形態では、各々
音線１０、１０・・・からなる音線群１０ａ、１０ｂの
それぞれが、サンプル点５に対して補間する（詳細につ
いては後述する）。
音線１０、１０・・・からなる音線群１０ａ、１０ｂの
それぞれが、サンプル点５に対して補間する（詳細につ
いては後述する）。
【００１７】伝播データの補間は、図４に示すように、
１本の音線をトラッキングした際に、同一音線群内で互
いに隣り合う２本の音線１０−ｎと音線１０−ｎ＋１と
の間にサンプル点５が挟まれた場合、このサンプル点５
と同一深度の深度分割線２と２本の音線１０−ｎあるい
は１０−ｎ＋１とが交差する交点１１−ｎあるいは１１
−ｎ＋１の伝播データに基づいて、距離に対応した補間
計算によってサンプル点５の伝播データを求め、格納保
存する。
１本の音線をトラッキングした際に、同一音線群内で互
いに隣り合う２本の音線１０−ｎと音線１０−ｎ＋１と
の間にサンプル点５が挟まれた場合、このサンプル点５
と同一深度の深度分割線２と２本の音線１０−ｎあるい
は１０−ｎ＋１とが交差する交点１１−ｎあるいは１１
−ｎ＋１の伝播データに基づいて、距離に対応した補間
計算によってサンプル点５の伝播データを求め、格納保
存する。
【００１８】海底７上のサンプル点５が２本の音線１０
−ｎと音線１０−ｎ＋１との間に挟まれた場合、図５に
示すように、２本の音線１０−ｎあるいは１０−ｎ＋１
の反射点２１−ｎあるいは２１−ｎ＋１の伝播データに
基づいて、距離に対応した補間計算によってサンプル点
５の伝播データを求める。図示しないが海面６上の場合
も同様である。
−ｎと音線１０−ｎ＋１との間に挟まれた場合、図５に
示すように、２本の音線１０−ｎあるいは１０−ｎ＋１
の反射点２１−ｎあるいは２１−ｎ＋１の伝播データに
基づいて、距離に対応した補間計算によってサンプル点
５の伝播データを求める。図示しないが海面６上の場合
も同様である。
【００１９】本実施の形態では、音線トラッキング部分
の処理と伝播データ補間部分の処理とを繰り返すことに
よって音線経路および経路上の伝播データの計算を行
い、補間処理によって各サンプル点５、５・・・の伝播
データを計算して格納保存する。また音線トラッキング
部分においては、一時的に格納保存された各音線経路上
の伝播データを削除する。
の処理と伝播データ補間部分の処理とを繰り返すことに
よって音線経路および経路上の伝播データの計算を行
い、補間処理によって各サンプル点５、５・・・の伝播
データを計算して格納保存する。また音線トラッキング
部分においては、一時的に格納保存された各音線経路上
の伝播データを削除する。
【００２０】ステップＳｔ６の伝播データ出力部分（図
１参照）では、海中音場内の各サンプル点５、５・・・
の伝播データをファイルに出力して表示し、または残響
計算等の他の海中音場計算処理に伝播データを供給す
る。
１参照）では、海中音場内の各サンプル点５、５・・・
の伝播データをファイルに出力して表示し、または残響
計算等の他の海中音場計算処理に伝播データを供給す
る。
【００２１】以下に、本実施の形態の処理について詳細
に説明する。図６は、本実施の形態における全体の処理
の流れを示すフローチャートである。本実施の形態では
まず、計算条件設定部分の処理として、海中音波伝播の
計算に必要となる計算条件が入力設定される（ステップ
Ｓａ１）。この計算条件とは、上述のように例えば海中
の温度分布、海面の反射損失、海底の深度および反射損
失、音源の深度、計算する音線放射角の範囲および間
隔、距離分割線および深度分割線の間隔等である。
に説明する。図６は、本実施の形態における全体の処理
の流れを示すフローチャートである。本実施の形態では
まず、計算条件設定部分の処理として、海中音波伝播の
計算に必要となる計算条件が入力設定される（ステップ
Ｓａ１）。この計算条件とは、上述のように例えば海中
の温度分布、海面の反射損失、海底の深度および反射損
失、音源の深度、計算する音線放射角の範囲および間
隔、距離分割線および深度分割線の間隔等である。
【００２２】次にサンプル点形成部分の処理として、設
定された計算条件中の距離分割線および深度分割線の間
隔ならびに海底の深度等の条件に基づき、計算対象とな
る海中音場をグリッドによって分割し（ステップＳａ
２）、各領域中に伝播データのサンプル点を設定する
（ステップＳａ３）。
定された計算条件中の距離分割線および深度分割線の間
隔ならびに海底の深度等の条件に基づき、計算対象とな
る海中音場をグリッドによって分割し（ステップＳａ
２）、各領域中に伝播データのサンプル点を設定する
（ステップＳａ３）。
【００２３】これらの処理によって、図２で説明した通
り海中音場が等間隔のグリッドによって分割され、グリ
ッドの中心および海面あるいは海底と距離分割線との交
差点がサンプル点として設定される。
り海中音場が等間隔のグリッドによって分割され、グリ
ッドの中心および海面あるいは海底と距離分割線との交
差点がサンプル点として設定される。
【００２４】伝播データ計算部分の処理では、上述の計
算条件中の海中の温度分布、海面の反射損失、海底の反
射損失、音源の深度、計算する音線放射角の範囲および
間隔等の条件に基づき、音線のトラッキングによって音
線経路に沿った伝播データを計算する。さらにこの伝播
データから前記サンプル点における伝播データが補間計
算されて格納保存される。
算条件中の海中の温度分布、海面の反射損失、海底の反
射損失、音源の深度、計算する音線放射角の範囲および
間隔等の条件に基づき、音線のトラッキングによって音
線経路に沿った伝播データを計算する。さらにこの伝播
データから前記サンプル点における伝播データが補間計
算されて格納保存される。
【００２５】この伝播データ計算部分の処理は、上述の
ように音線トラッキング部分の処理と伝播データ補間部
分とからなる。即ち、まず音線トラッキング部分で１本
の音線経路を計算する。この計算された経路に沿って、
伝播損失、伝播時間、伝播経路長および伝播角度を計算
し（ステップＳａ４）、この伝播データを一時的に格納
保存する（ステップＳａ５）。
ように音線トラッキング部分の処理と伝播データ補間部
分とからなる。即ち、まず音線トラッキング部分で１本
の音線経路を計算する。この計算された経路に沿って、
伝播損失、伝播時間、伝播経路長および伝播角度を計算
し（ステップＳａ４）、この伝播データを一時的に格納
保存する（ステップＳａ５）。
【００２６】この後、上述の音線放射角の間隔で音線放
射角が隣り合う音線のトラッキングが同様にして行わ
れ、伝播データが一時的に格納保存される。そしてこの
互いに隣り合う音線が同一の音線群内に存在するか否か
を確認する（ステップＳａ６）とともに、これら互いに
隣り合う音線の経路間にサンプル点が存在するか否かを
確認し（ステップＳａ７）、同一の音線群内に存在しな
いかあるいはサンプル点が存在しない場合にはステップ
Ｓａ４の処理に戻って更に次に隣接する音線経路の伝播
データを計算する。
射角が隣り合う音線のトラッキングが同様にして行わ
れ、伝播データが一時的に格納保存される。そしてこの
互いに隣り合う音線が同一の音線群内に存在するか否か
を確認する（ステップＳａ６）とともに、これら互いに
隣り合う音線の経路間にサンプル点が存在するか否かを
確認し（ステップＳａ７）、同一の音線群内に存在しな
いかあるいはサンプル点が存在しない場合にはステップ
Ｓａ４の処理に戻って更に次に隣接する音線経路の伝播
データを計算する。
【００２７】なおこの音線群とは、図３にも示した通
り、音の進行方向や海面および海底との反射回数が同一
であり、且つ伝播時間および伝播経路の差異の小さな音
線の集合である。
り、音の進行方向や海面および海底との反射回数が同一
であり、且つ伝播時間および伝播経路の差異の小さな音
線の集合である。
【００２８】一方、２本の音線が同一の音線群内に存在
し、且つ２本の音線の経路間にサンプル点が存在する場
合には、伝播データ補間部分による処理において、２本
の音線の伝播データに基づき、距離に対応した補間計算
によってサンプル点の伝播データを求める（ステップＳ
ａ８）。
し、且つ２本の音線の経路間にサンプル点が存在する場
合には、伝播データ補間部分による処理において、２本
の音線の伝播データに基づき、距離に対応した補間計算
によってサンプル点の伝播データを求める（ステップＳ
ａ８）。
【００２９】この距離に対応した補間計算として、例え
ば直線補間計算がある。この場合図４に示す通り、各
４、４・・・の中心にあるサンプル点５に関しては、そ
のサンプル点５と同一深度の深度分割線２と２本の音線
１０−ｎ、１０−ｎ＋１との交点１１−ｎ、１１
−ｎ＋１の伝播データから、次式によりサンプル点５の
伝播データＶ５Ａが計算される。
ば直線補間計算がある。この場合図４に示す通り、各
４、４・・・の中心にあるサンプル点５に関しては、そ
のサンプル点５と同一深度の深度分割線２と２本の音線
１０−ｎ、１０−ｎ＋１との交点１１−ｎ、１１
−ｎ＋１の伝播データから、次式によりサンプル点５の
伝播データＶ５Ａが計算される。
【００３０】
【数１】
【００３１】ここで、Ｖ１１−ｎ＋１は交点１１
−ｎ＋１の値、Ｖ１１−ｎは交点１１−ｎの値、交点１
１−ｎ＋１はサンプル点５と同一深度の深度分割線２と
１本目の音線１０−ｎ＋１との交差点、交点１１−ｎは
サンプル点５と同一深度の深度分割線２と２本目の音線
１０−ｎとの交差点、ａは交点１１−ｎ＋１からサンプ
ル点５までの距離、そしてｂは交点１１−ｎからサンプ
ル点５までの距離である。
−ｎ＋１の値、Ｖ１１−ｎは交点１１−ｎの値、交点１
１−ｎ＋１はサンプル点５と同一深度の深度分割線２と
１本目の音線１０−ｎ＋１との交差点、交点１１−ｎは
サンプル点５と同一深度の深度分割線２と２本目の音線
１０−ｎとの交差点、ａは交点１１−ｎ＋１からサンプ
ル点５までの距離、そしてｂは交点１１−ｎからサンプ
ル点５までの距離である。
【００３２】一方、海面および海底上にあるサンプル点
に関しては図５に示す通りであり、２本の音線１
０−ｎ、１０−ｎ＋１の反射点の伝播データから次式に
よりサンプル点５の伝播データが計算される。
に関しては図５に示す通りであり、２本の音線１
０−ｎ、１０−ｎ＋１の反射点の伝播データから次式に
よりサンプル点５の伝播データが計算される。
【００３３】
【数２】
【００３４】ここで、Ｖ２１−ｎ＋１は反射点２１
−ｎ＋１の値、Ｖ２１−ｎは反射点２１ −ｎの値、反射
点２１−ｎ＋１は１本目の音線１０−ｎ＋１の反射点、
反射点２１−ｎは２本目の音線１０−ｎの反射点、ｃは
反射点２１−ｎ＋１からサンプル点５までの距離、ｄは
反射点２１−ｎからサンプル点５までの距離である。
−ｎ＋１の値、Ｖ２１−ｎは反射点２１ −ｎの値、反射
点２１−ｎ＋１は１本目の音線１０−ｎ＋１の反射点、
反射点２１−ｎは２本目の音線１０−ｎの反射点、ｃは
反射点２１−ｎ＋１からサンプル点５までの距離、ｄは
反射点２１−ｎからサンプル点５までの距離である。
【００３５】このようにして、図３に示す様に同一のサ
ンプル点が異なる音線群の異なる音線対に挟まれる場
合、補間計算により得られたサンプル点のデータは格納
保存されるとともに、音線のトラッキングにおいて一時
的に格納保存されたデータは消去される（ステップＳａ
９）。
ンプル点が異なる音線群の異なる音線対に挟まれる場
合、補間計算により得られたサンプル点のデータは格納
保存されるとともに、音線のトラッキングにおいて一時
的に格納保存されたデータは消去される（ステップＳａ
９）。
【００３６】こうした音線トラッキングおよび補間計算
の処理が、上述の音線放射角の範囲全て終了するまで
（ステップＳａ１０）、ステップＳａ４に戻って繰り返
し実行される。
の処理が、上述の音線放射角の範囲全て終了するまで
（ステップＳａ１０）、ステップＳａ４に戻って繰り返
し実行される。
【００３７】そして、伝播データ計算部分で格納保存さ
れた伝播データは、伝播データ出力部分（ステップＳｔ
６、図６参照）の処理によって、海中音場内の各サンプ
ル点の伝播データとして出力される（ステップＳａ１
１）。この伝播データは、所定の形式のデータ列として
出力され、補間データの存在しないサンプル点の位置に
は、空データが挿入される。
れた伝播データは、伝播データ出力部分（ステップＳｔ
６、図６参照）の処理によって、海中音場内の各サンプ
ル点の伝播データとして出力される（ステップＳａ１
１）。この伝播データは、所定の形式のデータ列として
出力され、補間データの存在しないサンプル点の位置に
は、空データが挿入される。
【００３８】図７は、ステップＳａ１１で出力される各
サンプル点のデータの様子を示す模式図であり、距離方
向に３分割、深度方向に３分割して合計９点のサンプリ
ング点がある場合の例である。この図に示す例では、
（距離ＤＳ、深度ＤＰ）＝（１、１）および（１、３）
の点では２本の音線に挟まれず、補間データはない。一
方（距離ＤＳ、深度ＤＰ）＝（３、１）および（３、
２）の点では２つの音線群が通過しており、伝播時間の
異なる２つの補間データが保存されている。
サンプル点のデータの様子を示す模式図であり、距離方
向に３分割、深度方向に３分割して合計９点のサンプリ
ング点がある場合の例である。この図に示す例では、
（距離ＤＳ、深度ＤＰ）＝（１、１）および（１、３）
の点では２本の音線に挟まれず、補間データはない。一
方（距離ＤＳ、深度ＤＰ）＝（３、１）および（３、
２）の点では２つの音線群が通過しており、伝播時間の
異なる２つの補間データが保存されている。
【００３９】こうして最終的に出力されるデータファイ
ルは、海中音場内の伝播損失の分布を示す表示や、海中
の任意深度の伝播損失変化を示す表示等に利用すること
ができる。また、海中の任意位置で受波される波形の時
間変化の計算にも利用することができる。
ルは、海中音場内の伝播損失の分布を示す表示や、海中
の任意深度の伝播損失変化を示す表示等に利用すること
ができる。また、海中の任意位置で受波される波形の時
間変化の計算にも利用することができる。
【００４０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、所定の伝播媒体を等間隔で平行に並ぶ複数の第１の
境界と複数の第１の境界の各々とは直交し等間隔で平行
に並ぶ複数の第２の境界とからなる格子によって分割さ
れる複数の領域に分割し、複数の領域における複数の第
１または複数の第２の境界の何れか一方の相互間を所定
の比率で分割する第３の境界上の所定の相対位置の各々
に標本点を設け、波源から所定角度毎に輻射される振動
波の伝播経路の各々と第３の境界との交点の各々の伝播
データを求め、第３の境界上で隣接する２つの交点の伝
播データに基づいて２つの交点に挟まれた標本点におけ
る伝播データを求めることを特徴とするので、音場内の
任意位置の伝播データを効率的に出力することができ、
音場内の所定の領域における伝播時間を計算することが
できる伝播データの計算方法が実現可能であるという効
果が得られる。
ば、所定の伝播媒体を等間隔で平行に並ぶ複数の第１の
境界と複数の第１の境界の各々とは直交し等間隔で平行
に並ぶ複数の第２の境界とからなる格子によって分割さ
れる複数の領域に分割し、複数の領域における複数の第
１または複数の第２の境界の何れか一方の相互間を所定
の比率で分割する第３の境界上の所定の相対位置の各々
に標本点を設け、波源から所定角度毎に輻射される振動
波の伝播経路の各々と第３の境界との交点の各々の伝播
データを求め、第３の境界上で隣接する２つの交点の伝
播データに基づいて２つの交点に挟まれた標本点におけ
る伝播データを求めることを特徴とするので、音場内の
任意位置の伝播データを効率的に出力することができ、
音場内の所定の領域における伝播時間を計算することが
できる伝播データの計算方法が実現可能であるという効
果が得られる。
【図１】本発明の一実施の形態にかかる伝播データの計
算方法における原理的な処理の流れを示す模式図であ
る。
算方法における原理的な処理の流れを示す模式図であ
る。
【図２】同実施の形態におけるサンプル点の形成を説明
するための模式図である。
するための模式図である。
【図３】同実施の形態の伝播データ補間部分における処
理を説明する模式図である。
理を説明する模式図である。
【図４】同実施の形態の伝播データ補間部分における処
理を説明する模式図である。
理を説明する模式図である。
【図５】同実施の形態の伝播データ補間部分における処
理を説明する模式図である。
理を説明する模式図である。
【図６】本実施の形態における全体の処理の流れを示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図７】同実施の形態のステップＳａ１１で出力される
各サンプル点のデータの様子を示す模式図である。
各サンプル点のデータの様子を示す模式図である。
【図８】従来技術の海中音波伝播の計算方法の一例を示
す模式図である。
す模式図である。
【図９】従来の海中音波伝播の計算方法の他の例を示す
模式図である。
模式図である。
【符号の説明】 １、１・・・ 距離分割線（第３の境界） ２、２・・・ 深度分割線（第４の境界） ３ グリッド（格子） ４、４・・・ 領域 ５、５・・・ サンプル点（標本点） ６ 海面（反射境界） ７ 海底（反射境界） ９ 音源（波源） １０、１０−ｎ、１０−ｎ＋１ 音線（伝播経路） １０ａ、１０ｂ 音線群 １１−ｎ、１１−ｎ＋１ 交点 ２１−ｎ、２１−ｎ＋１ 反射点 １０１ 音源 １０２、１０２・・・ サンプル点 ２０１ グリッド ２０２、２０２・・・ 領域 ２０３、２０３・・・ 音線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−264958（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−20230（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−163386（ＪＰ，Ａ) 特許2775096（ＪＰ，Ｂ２) 特許2723813（ＪＰ，Ｂ２) 特許2845689（ＪＰ，Ｂ２) 特許2696591（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01S 3/80 - 3/86 G01S 5/18 - 5/30 G01S 7/52 - 7/64 G01S 15/00 - 15/96
Claims (9)
- 【請求項１】 所定の伝播媒体を等間隔で平行に並ぶ複
数の第１の境界と当該複数の第１の境界の各々とは直交
し等間隔で平行に並ぶ複数の第２の境界とからなる格子
（３）によって分割される複数の領域（４、４・・・）
に分割し、 前記複数の領域における前記複数の第１または複数の第
２の境界の何れか一方の相互間を所定の比率で分割する
第３の境界（１、１・・・、２、２・・・）上の所定の
相対位置の各々に標本点（５、５・・・）を設け、 波源（９）から所定角度毎に輻射される振動波の伝播経
路（１０、１０・・・、１０−ｎ、１０−ｎ＋１）の各
々と前記第３の境界との交点（１１−ｎ、１
１ −ｎ＋１）の各々の伝播データを求め、 前記第３の境界上で隣接する２つの前記交点の伝播デー
タに基づいて当該２つの交点に挟まれた前記標本点にお
ける伝播データを求めることを特徴とする伝播データの
計算方法。 - 【請求項２】 前記所定の伝播媒体は水であり、 前記複数の第１の境界と複数の前記第３の境界または前
記複数の第２の境界と複数の前記第３の境界とは水面か
らの深度を等間隔に分割することを特徴とする請求項１
に記載の伝播データの計算方法。 - 【請求項３】 前記波源は複数の方位に音線群（１０
ａ、１０ｂ）を輻射し、 前記２つの交点にかかる前記振動波の伝播経路が互いに
同一の前記音線群に属する場合に当該２つの交点に挟ま
れた前記標本点における伝播データを求めることを特徴
とする請求項１または請求項２の何れかに記載の伝播デ
ータの計算方法。 - 【請求項４】 所定の伝播媒体を等間隔で平行に並ぶ複
数の第１の境界と当該複数の第１の境界の各々とは直交
し等間隔で平行に並ぶ複数の第２の境界とからなる格子
によって分割される複数の領域に分割し、 前記複数の領域における前記複数の第１の境界の相互間
を所定の比率で分割する第３の境界と前記複数の第２の
境界の相互間を所定の比率で分割する第４の境界との交
点の各々または当該第３の境界と当該第３の境界に交差
する反射境界（６、７）との交点の各々に標本点を設
け、 波源から所定角度毎に輻射される振動波の伝播経路の各
々と前記第４の境界との交点の各々または前記反射境界
における反射点（２１−ｎ、２１−ｎ＋１）の各々の伝
播データを求め、 前記第３の境界上で隣接する２つの前記交点の伝播デー
タに基づいて当該２つの交点に挟まれた前記標本点にお
ける伝播データを求めまたは前記反射境界上で隣接する
２つの前記反射点の伝播データに基づいて当該２つの反
射点に挟まれた前記標本点における伝播データを求める
ことを特徴とする伝播データの計算方法。 - 【請求項５】 前記所定の伝播媒体は水であるとともに
前記反射境界は水面または水底であり、 前記複数の第１の境界と複数の前記第４の境界とは水面
からの深度を等間隔に分割することを特徴とする請求項
４に記載の伝播データの計算方法。 - 【請求項６】 前記波源は複数の方位に音線群を輻射
し、 前記２つの交点にかかる前記振動波の伝播経路が互いに
同一の前記音線群に属しあるいは前記２つの反射点にか
かる前記振動波の伝播経路が互いに同一の前記音線群に
属する場合に当該２つの交点あるいは当該２つの反射点
に挟まれた前記標本点における伝播データを求めること
を特徴とする請求項４または請求項５の何れかに記載の
伝播データの計算方法。 - 【請求項７】 前記２つの交点の内の第１の交点におけ
る伝播データの値をＣならびに第２の交点における伝播
データの値をＤとし、 前記第１の交点から前記２つの交点に挟まれた標本点ま
での線分長をｃならびに前記第２の交点から前記２つの
交点に挟まれた標本点までの線分長をｄとし、 前記２つの交点に挟まれた標本点における伝播データの
値をＤ＋ｃ・（Ｄ−Ｃ）／（ｃ＋ｄ）として求めること
を特徴とする請求項４ないし請求項６の何れかに記載の
伝播データの計算方法。 - 【請求項８】 前記２つの交点の内の第１の交点におけ
る伝播データの値をＡならびに第２の交点における伝播
データの値をＢとし、 前記第１の交点から前記２つの交点に挟まれた標本点ま
での線分長をａならびに前記第２の交点から前記２つの
交点に挟まれた標本点までの線分長をｂとし、 前記２つの交点に挟まれた標本点における伝播データの
値をＢ＋ａ・（Ｂ−Ａ）／（ａ＋ｂ）として求めること
を特徴とする請求項１ないし請求項７までの何れかに記
載の伝播データの計算方法。 - 【請求項９】 前記複数の標本点の各々において求めた
前記伝播データをデータ列として出力することを特徴と
する請求項１ないし請求項８までの何れかに記載の伝播
データの計算方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04768799A JP3159199B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 伝播データの計算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04768799A JP3159199B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 伝播データの計算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000241533A JP2000241533A (ja) | 2000-09-08 |
| JP3159199B2 true JP3159199B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=12782207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04768799A Expired - Fee Related JP3159199B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 伝播データの計算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3159199B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3924274B2 (ja) * | 2003-09-19 | 2007-06-06 | 株式会社日立製作所 | 水中探知システム |
| JP3924275B2 (ja) * | 2003-09-19 | 2007-06-06 | 株式会社日立製作所 | 水中探知システム |
| KR101405247B1 (ko) | 2014-02-17 | 2014-06-17 | 연세대학교 산학협력단 | 수중 음파 통신 채널의 경로 손실 산출 장치 및 방법 |
-
1999
- 1999-02-25 JP JP04768799A patent/JP3159199B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000241533A (ja) | 2000-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Bell et al. | Simulation and analysis of synthetic sidescan sonar images | |
| JP3135942B2 (ja) | 台形状放射スキャンによる超音波イメージング | |
| EP1175621B1 (en) | Vector velocity estimation using directional beam forming and cross-correlation | |
| CA2558000C (en) | Method, media, and signals for processing seismic data to obtain a velocity field | |
| Albert et al. | Time reversal processing for source location in an urban environment | |
| US7460437B2 (en) | Seismic data processing method and system for migration of seismic signals incorporating azimuthal variations in the velocity | |
| JP2009532089A (ja) | 超音波受信ビームフォーマ用の遅延コントローラ | |
| JP6718098B2 (ja) | 位置推定装置及び方法 | |
| EP1903353A1 (en) | Ultrasound system and method for forming ultrasound images | |
| US6096085A (en) | Computer-readable software and computer-implemented method for performing an integrated sonar simulation | |
| JP2008142519A (ja) | 超音波診断装置及びボリュームデータ処理方法 | |
| JP3468845B2 (ja) | 海洋等の測深方法 | |
| JP3159199B2 (ja) | 伝播データの計算方法 | |
| EP3064958B1 (en) | Systems and associated methods for producing a 3d sonar image | |
| US5067113A (en) | Efficient generation of traveltime tables for two dimensional and three dimensional prestack depth migration | |
| WO2005043296A2 (en) | Kirchoff prestack time migration method for ps waves | |
| CN117331119A (zh) | 一种面向隧道探测的快速地震波走时计算方法 | |
| CN105193453B (zh) | 一种超声成像的区域合成方法 | |
| JP4281617B2 (ja) | 合成開口ソーナーの信号処理装置 | |
| CN113126029A (zh) | 适用于深海可靠声路径环境的多传感器脉冲声源定位方法 | |
| Mercer et al. | Three‐dimensional eigenrays through ocean mesoscale structure | |
| CN114218764B (zh) | 水下运动声源动态声场模拟计算方法及系统 | |
| JP2017032307A (ja) | 地球球体を考慮した水中音波伝播経路（音線）関数の決定方法、音線道のり関数の決定方法、音線伝播時間関数の決定方法、水中音速垂直分布関数決定方法、音線関数決定プログラムおよび音線関数決定コンピュータシステム | |
| Cohen et al. | Shallow‐water propagation under downward‐refraction conditions. II | |
| Berkhout et al. | New Possibilities in Data Measurement, Signal Processing and Information Extraction: Philosophy and Results |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3159199 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080216 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090216 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100216 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100216 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110216 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110216 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120216 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120216 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130216 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130216 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140216 Year of fee payment: 13 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |