JP3388072B2 - 波高・潮位測定装置 - Google Patents
波高・潮位測定装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、沿岸海象調査にお
ける波高と潮位を測定する波高・潮位測定装置に関する
ものである。
ける波高と潮位を測定する波高・潮位測定装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の超音波式波高測定装置及び潮位測
定装置は、図８及び図９に示すように海底に設置される
送受波器１と、この送受波器１に海底ケーブル２より接
続された陸上の観測所或いは監視所３に設置される変換
器４及びデータ処理装置５から構成されている。なお、
変換器４で変換されたデータは公衆通信回線又は専用線
等の通信回線６を介してデータ処理センターのデータ処
理装置７に伝送して集中管理するように構成される場合
もある。なお、変換器４及びデータ処理装置７には、通
信回線６に接続するための通信アダプタ８がそれぞれ設
けられている。この測定装置においては、海底に設置さ
れた送受波器１の送信器１１の発信出力を、送受波兼用
の振動子１２から海面Ａの鉛直方向に向けて超音波パル
ス信号ａを順次に発射し、この超音波パルス信号ａが実
線で示す海面Ａ１で反射して、再び振動子１２に戻って
くる反射パルス信号ｂを受信器１３で受信し、海底ケー
ブル２を通して変換器４に送られる。変換器４ではこの
受波信号を増幅回路１４で増幅し、アナログ・デジタル
変換回路１５でデジタル化され、ＣＰＵを含む演算・制
御部１６に送られる。
定装置は、図８及び図９に示すように海底に設置される
送受波器１と、この送受波器１に海底ケーブル２より接
続された陸上の観測所或いは監視所３に設置される変換
器４及びデータ処理装置５から構成されている。なお、
変換器４で変換されたデータは公衆通信回線又は専用線
等の通信回線６を介してデータ処理センターのデータ処
理装置７に伝送して集中管理するように構成される場合
もある。なお、変換器４及びデータ処理装置７には、通
信回線６に接続するための通信アダプタ８がそれぞれ設
けられている。この測定装置においては、海底に設置さ
れた送受波器１の送信器１１の発信出力を、送受波兼用
の振動子１２から海面Ａの鉛直方向に向けて超音波パル
ス信号ａを順次に発射し、この超音波パルス信号ａが実
線で示す海面Ａ１で反射して、再び振動子１２に戻って
くる反射パルス信号ｂを受信器１３で受信し、海底ケー
ブル２を通して変換器４に送られる。変換器４ではこの
受波信号を増幅回路１４で増幅し、アナログ・デジタル
変換回路１５でデジタル化され、ＣＰＵを含む演算・制
御部１６に送られる。
【０００３】演算・制御部１６では、超音波パルス信号
ａの発射時から反射パルス信号ｂ（エコーパルス）とし
て戻ってくるまでの時間、即ち反射パルス信号ｂがある
スレショルドレベルを越えた時点を反射パルスの到達時
点としてその時間を計測し、海底から海面Ａ1 までの距
離を演算する。この距離Ｌは次の式（１）によって求め
られる。
ａの発射時から反射パルス信号ｂ（エコーパルス）とし
て戻ってくるまでの時間、即ち反射パルス信号ｂがある
スレショルドレベルを越えた時点を反射パルスの到達時
点としてその時間を計測し、海底から海面Ａ1 までの距
離を演算する。この距離Ｌは次の式（１）によって求め
られる。
【数１】
ただし、Ｃは水中音速、ｔは超音波パルス信号ａが反射
パルス信号ｂとして戻ってくるまでの時間である。この
海底から海面Ａ１までの距離Ｌは、海面Ａに波が発生し
ているため時時刻刻に変化し、その次々と変化する距離
データはデータ処理装置５に送られ、データ演算器１７
で単位時間内における波高や潮位などの平均値等を算出
し、ディスプレー１８に表示させ、また所定の項目はプ
リンター１９から記録データとして出力される。また、
図示していないが、これらのデータは必要に応じて磁気
テープや光ディスクなどの記録媒体に記録される。
パルス信号ｂとして戻ってくるまでの時間である。この
海底から海面Ａ１までの距離Ｌは、海面Ａに波が発生し
ているため時時刻刻に変化し、その次々と変化する距離
データはデータ処理装置５に送られ、データ演算器１７
で単位時間内における波高や潮位などの平均値等を算出
し、ディスプレー１８に表示させ、また所定の項目はプ
リンター１９から記録データとして出力される。また、
図示していないが、これらのデータは必要に応じて磁気
テープや光ディスクなどの記録媒体に記録される。
【０００４】なお、距離データの収集に際しては、波高
測定の場合は一般的には、１観測データとして１０〜２
０分（１００波程度）採り、これを１時間又は２時間間
隔で収集する。また、潮位測定の場合は一般的には、数
分程度の測定データを平均化処理して潮位データとす
る。また、潮位測定の場合は、前述した超音波パルス信
号を用いて海底から海面までの距離を求める測定のほ
か、図１０に示すように検潮儀による測定、即ち検潮所
２１で観測井戸２２を掘り、導水管２３により海水を導
いて浮標２４を浮かせ、この浮標にスプール２５を接続
し、スプール２５の動きに記録ペンを連動させて記録紙
に潮位変動を記録するようにしたり、スプール２５に摺
動抵抗（ポテンションメータ）を取付け、スプール２５
の動きを電圧変動として測定する方法等もある。
測定の場合は一般的には、１観測データとして１０〜２
０分（１００波程度）採り、これを１時間又は２時間間
隔で収集する。また、潮位測定の場合は一般的には、数
分程度の測定データを平均化処理して潮位データとす
る。また、潮位測定の場合は、前述した超音波パルス信
号を用いて海底から海面までの距離を求める測定のほ
か、図１０に示すように検潮儀による測定、即ち検潮所
２１で観測井戸２２を掘り、導水管２３により海水を導
いて浮標２４を浮かせ、この浮標にスプール２５を接続
し、スプール２５の動きに記録ペンを連動させて記録紙
に潮位変動を記録するようにしたり、スプール２５に摺
動抵抗（ポテンションメータ）を取付け、スプール２５
の動きを電圧変動として測定する方法等もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、海面Ａは潮
汐を伴うため、測定時刻が異なれば仮に同じ波高の波が
発生していても、海底から海面Ａまでの距離Ｌは異なる
ことになる。例えば図９に破線Ｂで示すように、実線で
示した海面Ａよりも潮位が下がった状態を示している。
この潮汐には天体の引力に起因する規則的な天文潮汐
と、気圧や風向等の変化によって起こる気象潮汐、海水
の密度の変化等に起因する潮汐といった不規則的なもの
とがあるが、天文潮汐による潮差は海域にもよるが５ｍ
を超える所もある。また、この天文潮汐による海面の昇
降は、通常は１日に２回生ずるものである。
汐を伴うため、測定時刻が異なれば仮に同じ波高の波が
発生していても、海底から海面Ａまでの距離Ｌは異なる
ことになる。例えば図９に破線Ｂで示すように、実線で
示した海面Ａよりも潮位が下がった状態を示している。
この潮汐には天体の引力に起因する規則的な天文潮汐
と、気圧や風向等の変化によって起こる気象潮汐、海水
の密度の変化等に起因する潮汐といった不規則的なもの
とがあるが、天文潮汐による潮差は海域にもよるが５ｍ
を超える所もある。また、この天文潮汐による海面の昇
降は、通常は１日に２回生ずるものである。
【０００６】一方、前述の波高測定の場合は、通常の場
合周期が数十秒以下の波の観測を対象としており、天文
潮汐のような長周期の海面水位の変化は対象としておら
ず、前述したように１０〜２０分程度の観測時間毎の観
測データを１観測分のデータとして波浪演算を行ってい
る。従って、波高測定においては、最大２０分程度の観
測時間内に発生する波高の測定レンジを有していれば足
りるのであるが、従来の波高測定装置では、予測される
最大波高に、潮汐に伴う潮位の最大変化高さと若干の余
裕度を加算した、広い範囲の測定レンジを設定する必要
があった。また、潮位測定の場合は、特に潮位変化の大
きい海域では、干潮時と満潮時との潮位差に若干余裕を
持たせた広い範囲の測定レンジを必要としており、いず
れの場合も次のような問題があった。
合周期が数十秒以下の波の観測を対象としており、天文
潮汐のような長周期の海面水位の変化は対象としておら
ず、前述したように１０〜２０分程度の観測時間毎の観
測データを１観測分のデータとして波浪演算を行ってい
る。従って、波高測定においては、最大２０分程度の観
測時間内に発生する波高の測定レンジを有していれば足
りるのであるが、従来の波高測定装置では、予測される
最大波高に、潮汐に伴う潮位の最大変化高さと若干の余
裕度を加算した、広い範囲の測定レンジを設定する必要
があった。また、潮位測定の場合は、特に潮位変化の大
きい海域では、干潮時と満潮時との潮位差に若干余裕を
持たせた広い範囲の測定レンジを必要としており、いず
れの場合も次のような問題があった。
【０００７】測定値をデジタル・アナログ変換したア
ナログ出力は、分解能が大きく（粗く）なる。即ち、こ
の広い範囲の測定レンジにおける分解能を、狭い測定レ
ンジと同等の分解能にするためには、デジタル・アナロ
グ変換器の精度を上げる必要が生じ、回路全体の複雑化
を招きコストアップとなる。 測定値のデジタル出力は、データ長が長くなり、デー
タ保存メモリ容量が膨らんだり、データの通信時間が長
くなる。 測定レンジが広いと、測定部の入力側でもサンプリン
グ周期が大きく（粗く）なり、測定分解能が大きくなっ
てしまう。本発明の波高測定においては、予測される最
大波高値のみを対象にした範囲に測定レンジを設定でき
るようにし、また潮位測定においては、最大潮位変動幅
よりも狭い範囲に測定レンジを設定できるようにして、
これらの問題を解決するようにしたものである。
ナログ出力は、分解能が大きく（粗く）なる。即ち、こ
の広い範囲の測定レンジにおける分解能を、狭い測定レ
ンジと同等の分解能にするためには、デジタル・アナロ
グ変換器の精度を上げる必要が生じ、回路全体の複雑化
を招きコストアップとなる。 測定値のデジタル出力は、データ長が長くなり、デー
タ保存メモリ容量が膨らんだり、データの通信時間が長
くなる。 測定レンジが広いと、測定部の入力側でもサンプリン
グ周期が大きく（粗く）なり、測定分解能が大きくなっ
てしまう。本発明の波高測定においては、予測される最
大波高値のみを対象にした範囲に測定レンジを設定でき
るようにし、また潮位測定においては、最大潮位変動幅
よりも狭い範囲に測定レンジを設定できるようにして、
これらの問題を解決するようにしたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による波高測定装
置は、海底に設けられた送受波器から所定時間毎に海面
に向けて超音波パルス信号を所定間隔で発射し、その反
射波を前記送受波器で受波するまでの時間差から海底か
ら海面間での距離を順次に測定し、その距離変化から波
高値を求める波高測定装置において、当該波高測定海域
の天文潮汐データに基づく潮位補正データを記憶する記
憶回路と、前記波高値の測定時刻における潮位補正デー
タを前記記憶回路から抽出するための時計回路とを備
え、前記測定距離に前記潮位補正データを加算又は減算
するようにして、前記距離測定における変動幅の測定レ
ンジを、予測最大波高値の範囲に設定できるようにした
ものである。
置は、海底に設けられた送受波器から所定時間毎に海面
に向けて超音波パルス信号を所定間隔で発射し、その反
射波を前記送受波器で受波するまでの時間差から海底か
ら海面間での距離を順次に測定し、その距離変化から波
高値を求める波高測定装置において、当該波高測定海域
の天文潮汐データに基づく潮位補正データを記憶する記
憶回路と、前記波高値の測定時刻における潮位補正デー
タを前記記憶回路から抽出するための時計回路とを備
え、前記測定距離に前記潮位補正データを加算又は減算
するようにして、前記距離測定における変動幅の測定レ
ンジを、予測最大波高値の範囲に設定できるようにした
ものである。
【０００９】本発明による潮位測定装置は、海底に設け
られた送受波器から所定時間毎に海面に向けて超音波パ
ルス信号を所定間隔で発射し、その反射波を前記送受波
器で受波するまでの時間差から海底から海面間での距離
を順次に測定し、その距離変化から潮位を求める潮位測
定装置において、当該潮位測定海域の天文潮汐データに
基づく潮位予測データを記憶する記憶回路と、前記潮位
の測定時刻における前記潮位予測データを前記記憶回路
から抽出するための時計回路とを備え、前記測定潮位に
前記潮位予測データを加算又は減算するようにして、前
記潮位測定における変動幅の測定レンジを、前記測定潮
位と前記潮位予測データとの最大誤差範囲に設定できる
ようにしたものである。
られた送受波器から所定時間毎に海面に向けて超音波パ
ルス信号を所定間隔で発射し、その反射波を前記送受波
器で受波するまでの時間差から海底から海面間での距離
を順次に測定し、その距離変化から潮位を求める潮位測
定装置において、当該潮位測定海域の天文潮汐データに
基づく潮位予測データを記憶する記憶回路と、前記潮位
の測定時刻における前記潮位予測データを前記記憶回路
から抽出するための時計回路とを備え、前記測定潮位に
前記潮位予測データを加算又は減算するようにして、前
記潮位測定における変動幅の測定レンジを、前記測定潮
位と前記潮位予測データとの最大誤差範囲に設定できる
ようにしたものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明を、図１及び図２に示した
一実施例のブロック回路図、及び天文潮汐による潮位の
変化図に基づき説明する。図１は、従来装置として示し
た図８のブロック回路図のうち変換器４が変換器４１と
して変更されているものであり、送受波器１及びデータ
処理装置５，７は変更されていないものである。なお、
図８と同一部分は同一記号として示しその説明を省略す
る。図１において、４２は天文潮汐データに基づく潮位
補正データを記憶する記憶回路で、波高・潮位測定装置
が設置される海域の波高や潮位測定が行われる年月日の
時刻毎、例えば１時間間隔の時刻の、所定期間例えば１
年間の推定平均潮位（潮位観測基準面に対する変化量
（高さ））が、潮位補正データ又は潮位予測データとし
て記憶される。なお、この潮位補正データは、必ずしも
平均潮位に対する変化量に限られるものではなく、満潮
時（最高潮位）に対する測定時刻の変化量、又は干潮時
（最低潮位）に対する測定時刻の変化量などであっても
よい。
一実施例のブロック回路図、及び天文潮汐による潮位の
変化図に基づき説明する。図１は、従来装置として示し
た図８のブロック回路図のうち変換器４が変換器４１と
して変更されているものであり、送受波器１及びデータ
処理装置５，７は変更されていないものである。なお、
図８と同一部分は同一記号として示しその説明を省略す
る。図１において、４２は天文潮汐データに基づく潮位
補正データを記憶する記憶回路で、波高・潮位測定装置
が設置される海域の波高や潮位測定が行われる年月日の
時刻毎、例えば１時間間隔の時刻の、所定期間例えば１
年間の推定平均潮位（潮位観測基準面に対する変化量
（高さ））が、潮位補正データ又は潮位予測データとし
て記憶される。なお、この潮位補正データは、必ずしも
平均潮位に対する変化量に限られるものではなく、満潮
時（最高潮位）に対する測定時刻の変化量、又は干潮時
（最低潮位）に対する測定時刻の変化量などであっても
よい。
【００１１】４３はカレンダーを含む時計回路で、予め
波高又は潮位測定が設定されている年月日の時刻になる
と、記憶回路４２に記憶されている測定時刻に対応する
潮位補正データを抽出させるためのもので、抽出された
潮位補正データは測定レンジ設定部４４から、アナログ
・デジタル変換回路１５に送出させるものである。アナ
ログ・デジタル変換回路１５は、送受波器１で検出され
る距離データに対して、抽出された潮位補正データであ
る潮位の変化高さを加算又は減算して、最大波高値の測
定レンジ幅内に収まるデータとしてＤＭＡ（ダイレクト
・メモリ・アクセス）転送により演算・制御部１６に設
けられたメモリに格納される。
波高又は潮位測定が設定されている年月日の時刻になる
と、記憶回路４２に記憶されている測定時刻に対応する
潮位補正データを抽出させるためのもので、抽出された
潮位補正データは測定レンジ設定部４４から、アナログ
・デジタル変換回路１５に送出させるものである。アナ
ログ・デジタル変換回路１５は、送受波器１で検出され
る距離データに対して、抽出された潮位補正データであ
る潮位の変化高さを加算又は減算して、最大波高値の測
定レンジ幅内に収まるデータとしてＤＭＡ（ダイレクト
・メモリ・アクセス）転送により演算・制御部１６に設
けられたメモリに格納される。
【００１２】図２は、ある期間の天文潮汐データによる
平均潮位における最大波高値の波形（波浪状態）を実線
Ａで示し、破線Ｂは干潮時（最低潮位）の同様の波浪、
破線Ｃは満潮時（最高潮位）の同様の波浪とした場合、
この海域における従来の波高測定では、少なくとも最大
波高値の波高高さＷと、干潮時と満潮時との最大潮位変
化の高さＴとの両者をプラスした（Ｗ＋Ｔ）の測定範囲
の測定レンジを装置に持たせる必要があった。これに対
し本発明においては、天文潮汐データに基づく潮位補正
データが記憶回路４２に記憶されているもので、この潮
位補正データは、例えば実線Ａで示した平均潮位を基準
とした場合、干潮時（破線Ｂ）の場合は平均潮位（実線
Ａ）との変化高さＴｘ1 となり、満潮時（破線Ｃ）の場
合は平均潮位（実線Ａ）との変化高さＴｘ2 となり、こ
の最大潮位変化高さはＴｘ1 ＋Ｔｘ2 ＝Ｔで、この範囲
に含まれることになる。
平均潮位における最大波高値の波形（波浪状態）を実線
Ａで示し、破線Ｂは干潮時（最低潮位）の同様の波浪、
破線Ｃは満潮時（最高潮位）の同様の波浪とした場合、
この海域における従来の波高測定では、少なくとも最大
波高値の波高高さＷと、干潮時と満潮時との最大潮位変
化の高さＴとの両者をプラスした（Ｗ＋Ｔ）の測定範囲
の測定レンジを装置に持たせる必要があった。これに対
し本発明においては、天文潮汐データに基づく潮位補正
データが記憶回路４２に記憶されているもので、この潮
位補正データは、例えば実線Ａで示した平均潮位を基準
とした場合、干潮時（破線Ｂ）の場合は平均潮位（実線
Ａ）との変化高さＴｘ1 となり、満潮時（破線Ｃ）の場
合は平均潮位（実線Ａ）との変化高さＴｘ2 となり、こ
の最大潮位変化高さはＴｘ1 ＋Ｔｘ2 ＝Ｔで、この範囲
に含まれることになる。
【００１３】従って、波高測定時の天文潮汐データによ
る潮位が、例えば海面Ｘ（一点鎖線）として示したよう
に天文潮汐データによる潮位が平均潮位よりも低い場合
の潮位補正データは、海底から海面Ｘまでの測定距離デ
ータＬｘに対して加算される潮汐補正データＴｘｘとし
て抽出され、波高測定時の海底から海面までの測定距離
データには潮汐による潮位変化高さが除かれたデータと
して収集されることになるため、最大波高値の波高高さ
Ｗの測定範囲の測定レンジを測定回路に持たせることで
足りる。即ち、測定レンジの幅を従来に比較し大幅に狭
くすることができる。なお、波高測定時が満潮時（海面
Ｃ）の場合は、距離測定データＬ3 （Ｌ3-1，Ｌ3-2 ，
…Ｌ3-n ）に対して潮位補正データＴｘ2 はマイナスの
データとして減算され、波高測定時が干潮時（海面Ｂ）
の場合は、測定距離データＬ2 （Ｌ2-1 ，Ｌ2-2 ，…Ｌ
2-n ）に対して潮位補正データＴｘ1 はプラスのデータ
として加算されて補正されることになる。なお、波高測
定時が平均潮位（海面Ａ）の場合は、測定距離データＬ
1 （Ｌ1-1 ，Ｌ1-2 ，…Ｌ1-n ）に対して潮位補正デー
タＴｘは零となる。なお、図２では便宜上各潮位におけ
る波浪は最高波高値の略同じ波形で示したが、波浪の状
態が変わっても考え方は同じである。
る潮位が、例えば海面Ｘ（一点鎖線）として示したよう
に天文潮汐データによる潮位が平均潮位よりも低い場合
の潮位補正データは、海底から海面Ｘまでの測定距離デ
ータＬｘに対して加算される潮汐補正データＴｘｘとし
て抽出され、波高測定時の海底から海面までの測定距離
データには潮汐による潮位変化高さが除かれたデータと
して収集されることになるため、最大波高値の波高高さ
Ｗの測定範囲の測定レンジを測定回路に持たせることで
足りる。即ち、測定レンジの幅を従来に比較し大幅に狭
くすることができる。なお、波高測定時が満潮時（海面
Ｃ）の場合は、距離測定データＬ3 （Ｌ3-1，Ｌ3-2 ，
…Ｌ3-n ）に対して潮位補正データＴｘ2 はマイナスの
データとして減算され、波高測定時が干潮時（海面Ｂ）
の場合は、測定距離データＬ2 （Ｌ2-1 ，Ｌ2-2 ，…Ｌ
2-n ）に対して潮位補正データＴｘ1 はプラスのデータ
として加算されて補正されることになる。なお、波高測
定時が平均潮位（海面Ａ）の場合は、測定距離データＬ
1 （Ｌ1-1 ，Ｌ1-2 ，…Ｌ1-n ）に対して潮位補正デー
タＴｘは零となる。なお、図２では便宜上各潮位におけ
る波浪は最高波高値の略同じ波形で示したが、波浪の状
態が変わっても考え方は同じである。
【００１４】前述したように従来の波高測定装置のよう
に測定レンジが広いと、反射パルス信号ｂ（エコーパル
ス）を検出するサンプルデータ数が多くなり、メモリの
占有容量が増加すると共に、メモリ格納後のエコーパタ
ーンの認識処理も時間が長く掛かってしまう問題も、本
発明のように測定レンジの幅を狭くすることにより、メ
モリ容量を減少させることができると共に、エコーパタ
ーンの認識処理時間を短縮させることもできる。また、
メモリ容量を同じとした場合は、反射パルス信号ｂ（エ
コーパルス）の幅に対してより多くのサンプリングを行
い得るため、分解能を細かくすることができる。前述し
た測定レンジ幅の大小によるサンプルデータ数の多寡
は、図３に示すように、図３（ａ）の反射パルス信号ｂ
に対するサンプリングパルス数は、従来は図３（ｂ）に
示すように多くを要したが、本発明によれば図３（ｃ）
に示すように大幅に縮小することができる。特に、最大
波高値が割合小さく、潮位の変化量が大きい海域におい
ては、本発明による測定レンジ幅の縮小が顕著である。
に測定レンジが広いと、反射パルス信号ｂ（エコーパル
ス）を検出するサンプルデータ数が多くなり、メモリの
占有容量が増加すると共に、メモリ格納後のエコーパタ
ーンの認識処理も時間が長く掛かってしまう問題も、本
発明のように測定レンジの幅を狭くすることにより、メ
モリ容量を減少させることができると共に、エコーパタ
ーンの認識処理時間を短縮させることもできる。また、
メモリ容量を同じとした場合は、反射パルス信号ｂ（エ
コーパルス）の幅に対してより多くのサンプリングを行
い得るため、分解能を細かくすることができる。前述し
た測定レンジ幅の大小によるサンプルデータ数の多寡
は、図３に示すように、図３（ａ）の反射パルス信号ｂ
に対するサンプリングパルス数は、従来は図３（ｂ）に
示すように多くを要したが、本発明によれば図３（ｃ）
に示すように大幅に縮小することができる。特に、最大
波高値が割合小さく、潮位の変化量が大きい海域におい
ては、本発明による測定レンジ幅の縮小が顕著である。
【００１５】図４は波高値のデータをデジタルデータと
して伝送する場合を示したもので、従来の変換器４を用
いた場合は、例えば図４（ａ）に示すように３バイトを
必要としたが、本発明の場合は図４（ｂ）に示すように
２バイトで伝送することができる。なお、波浪観測にお
いて、通常は潮位変動のような長周期の波はカットして
波浪の解析処理を行うが、時には長周期の波の観測を行
う場合もあるため、１観測分のデータ群のいずれかの箇
所、例えば図４（ｂ）に示すように、データの最初のエ
リアに天文潮汐データに基づく潮位補正データを入れて
おくことにより、波高測定でどのような潮位補正データ
を使用したかを知り得るようにして、長周期の波浪につ
いてもデータ解析は可能となる。図５は、遠隔地から通
信回線６を通して天文潮汐データに基づく潮位補正デー
タを変換器４１に送信して、本発明を実施する例を示し
たものである。これは天文潮汐の計算を行うに当り、変
換器４１の演算・制御部１６の負担を軽減したり、時計
回路４３の故障や誤差による補正ミスを防止できる利点
がある。
して伝送する場合を示したもので、従来の変換器４を用
いた場合は、例えば図４（ａ）に示すように３バイトを
必要としたが、本発明の場合は図４（ｂ）に示すように
２バイトで伝送することができる。なお、波浪観測にお
いて、通常は潮位変動のような長周期の波はカットして
波浪の解析処理を行うが、時には長周期の波の観測を行
う場合もあるため、１観測分のデータ群のいずれかの箇
所、例えば図４（ｂ）に示すように、データの最初のエ
リアに天文潮汐データに基づく潮位補正データを入れて
おくことにより、波高測定でどのような潮位補正データ
を使用したかを知り得るようにして、長周期の波浪につ
いてもデータ解析は可能となる。図５は、遠隔地から通
信回線６を通して天文潮汐データに基づく潮位補正デー
タを変換器４１に送信して、本発明を実施する例を示し
たものである。これは天文潮汐の計算を行うに当り、変
換器４１の演算・制御部１６の負担を軽減したり、時計
回路４３の故障や誤差による補正ミスを防止できる利点
がある。
【００１６】次に潮位測定について、図１，図６及び図
７により説明する。先ず，潮位の測定を超音波により測
定する場合について説明する。この潮位測定は原理的に
は前述した波高測定とほぼ同じである。即ち、送受波器
１によって送受波される超音波パルス信号の時間差から
変換器４１の演算・制御部１６で海面までの距離を求
め、この測定距離と潮位観測基準面の海底からの距離と
の差分を潮位として算出するのであるが、この測定時
に、測定潮位から変換器４１の記憶回路４２に予め記憶
されている潮位補正データとしての予測潮位を減算、又
は加算することにより、その差分を測定レンジとするこ
とができる。
７により説明する。先ず，潮位の測定を超音波により測
定する場合について説明する。この潮位測定は原理的に
は前述した波高測定とほぼ同じである。即ち、送受波器
１によって送受波される超音波パルス信号の時間差から
変換器４１の演算・制御部１６で海面までの距離を求
め、この測定距離と潮位観測基準面の海底からの距離と
の差分を潮位として算出するのであるが、この測定時
に、測定潮位から変換器４１の記憶回路４２に予め記憶
されている潮位補正データとしての予測潮位を減算、又
は加算することにより、その差分を測定レンジとするこ
とができる。
【００１７】従って、図６に示すように、従来は実線で
示す測定対象潮位Ｄの最高潮位Ｅと、最低潮位Ｆとの最
大潮位差Ｔの測定レンジを必要としたが、本発明では実
線で示す測定対象潮位Ｄと破線で示す潮汐補正データと
しての予測潮位Ｇとの最大誤差範囲Ｈを測定レンジとす
ることが可能になり、測定レンジを大幅に狭めることが
できるもので、測定分解能を細かくすることが可能とな
った。例えば、最大潮位差Ｔを７ｍとし、測定潮位Ｆと
予測潮位Ｇとの最大誤差範囲Ｈを仮に０．５ｍとした場
合は、従来に比較し１／１４の測定レンジ幅とすること
ができる。また２ｍ程度の高潮の発生を加味したとして
も、１／３程度の測定レンジ幅に狭め得るものである。
示す測定対象潮位Ｄの最高潮位Ｅと、最低潮位Ｆとの最
大潮位差Ｔの測定レンジを必要としたが、本発明では実
線で示す測定対象潮位Ｄと破線で示す潮汐補正データと
しての予測潮位Ｇとの最大誤差範囲Ｈを測定レンジとす
ることが可能になり、測定レンジを大幅に狭めることが
できるもので、測定分解能を細かくすることが可能とな
った。例えば、最大潮位差Ｔを７ｍとし、測定潮位Ｆと
予測潮位Ｇとの最大誤差範囲Ｈを仮に０．５ｍとした場
合は、従来に比較し１／１４の測定レンジ幅とすること
ができる。また２ｍ程度の高潮の発生を加味したとして
も、１／３程度の測定レンジ幅に狭め得るものである。
【００１８】また、図１０に示すように検潮儀による潮
位測定の場合は、図７に示すように検潮儀による潮位計
２６からの測定潮位に対応する電圧と、記憶回路４２に
記憶されている天文潮汐データに基づく潮位補正データ
（潮位予測データ）のデジタル・アナログ変換器２７に
より変換された電圧とを、演算増幅器２８を含む加減算
回路２９で演算し、潮位補正データに対する測定潮位の
差の電圧が出力される。この連続的出力電圧を潮位デー
タとして求めるアナログ・デジタル変換回路１５は、ビ
ット数の多いほど分解能が上がることになるが、ビット
数が同じであれば、測定レンジが狭いほど分解能が上が
ることになる。従って、検潮儀による潮位測定において
も、測定レンジを狭くすることにより、従来と同様なデ
ータ処理回路であっても測定分解能を上げることができ
る。
位測定の場合は、図７に示すように検潮儀による潮位計
２６からの測定潮位に対応する電圧と、記憶回路４２に
記憶されている天文潮汐データに基づく潮位補正データ
（潮位予測データ）のデジタル・アナログ変換器２７に
より変換された電圧とを、演算増幅器２８を含む加減算
回路２９で演算し、潮位補正データに対する測定潮位の
差の電圧が出力される。この連続的出力電圧を潮位デー
タとして求めるアナログ・デジタル変換回路１５は、ビ
ット数の多いほど分解能が上がることになるが、ビット
数が同じであれば、測定レンジが狭いほど分解能が上が
ることになる。従って、検潮儀による潮位測定において
も、測定レンジを狭くすることにより、従来と同様なデ
ータ処理回路であっても測定分解能を上げることができ
る。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、波
高測定における潮汐による潮位の変化量をデータ収集時
に除去するものであるため、波高測定のための測定レン
ジを最大波高値の範囲とすることが可能となり、従来の
測定装置に比較して測定レンジを大幅に縮小し得るもの
で、測定分解能を細かくすることができ、測定精度の向
上を図ることができる。また、潮位測定においても、測
定潮位データと潮位補正データ（潮位予測データ）との
差から測定潮位を求めるものであるため、波高測定と同
様に測定レンジを大幅に縮小し測定分解能を上げること
ができる。また、波高測定、潮位測定のいずれにおいて
も、測定レンジの縮小により、装置のメモリ容量を縮小
することができると共に、波高値及び潮位値のデータ伝
送における伝送速度を短縮することができるなどの効果
を奏するものである。
高測定における潮汐による潮位の変化量をデータ収集時
に除去するものであるため、波高測定のための測定レン
ジを最大波高値の範囲とすることが可能となり、従来の
測定装置に比較して測定レンジを大幅に縮小し得るもの
で、測定分解能を細かくすることができ、測定精度の向
上を図ることができる。また、潮位測定においても、測
定潮位データと潮位補正データ（潮位予測データ）との
差から測定潮位を求めるものであるため、波高測定と同
様に測定レンジを大幅に縮小し測定分解能を上げること
ができる。また、波高測定、潮位測定のいずれにおいて
も、測定レンジの縮小により、装置のメモリ容量を縮小
することができると共に、波高値及び潮位値のデータ伝
送における伝送速度を短縮することができるなどの効果
を奏するものである。
【図１】本発明の波高・潮位測定装置の実施例を示すブ
ロック回路図である。
ロック回路図である。
【図２】天文潮汐に基づく潮位の変化を示す模式図であ
る。
る。
【図３】反射パルス信号を検出するためのサンプリング
パルス数の比較図である。
パルス数の比較図である。
【図４】波高値のデジタルデータを伝送する際のデータ
長の比較図である。
長の比較図である。
【図５】遠隔地から天文潮汐データによる潮位補正デー
タを伝送する場合の回路ブロック図である
タを伝送する場合の回路ブロック図である
【図６】測定対象潮位の変化と天文潮汐データによる予
測潮位との関係を示す模式図である。
測潮位との関係を示す模式図である。
【図７】検潮儀による測定潮位データを、本発明の潮位
測定データ処理の一例を示すブロック回路図である。
測定データ処理の一例を示すブロック回路図である。
【図８】従来の波高測定装置の一例を示すブロック回路
図である。
図である。
【図９】波高測定装置を説明する模式図である。
【図１０】検潮儀による潮位測定の模式図である。
１ 送受波器
２ 海底ケーブル
３ 監視所
４，４１ 変換器
５，７ データ処理装置
６ 通信回線
８ 通信アダプタ
１１ 送信器
１２ 振動子
１３ 受信器
１４ 増幅器
１５ アナログ・デジタル変換回路
１６ 演算・制御部
１７ データ演算器
１８ ディスプレー
１９ プリンター
２０ モデム
２１ 検潮所
２２ 観測所井戸
２３ 導水管
２４ 浮標
２５ スプール
２６ 潮位計
２７ デジタル・アナログ変換器
２８ 演算増幅器
２９ 加減算回路
４２ 記憶回路
４３ 時計回路
４４ 測定レンジ設定部
Claims (5)
- 【請求項１】 海底に設けられた送受波器から所定時間
毎に海面に向けて超音波パルス信号を所定間隔で発射
し、その反射波を前記送受波器で受波するまでの時間差
から海底から海面間での距離を順次に測定し、その距離
変化から波高値を求める波高測定装置において、 波高測定海域の所定時刻毎の天文潮汐データに基づく潮
位補正データを記憶する記憶回路と、 前記波高値の測定時刻における潮位補正データを前記記
憶回路から抽出するための時計回路とを備え、 前記測定距離に前記潮位補正データを加算又は減算する
ようにして、前記距離測定における変動幅の測定レンジ
を、予測最大波高値の範囲に設定できるようにしたこと
を特徴とする波高測定装置。 - 【請求項２】 前記天文潮汐データに基づく潮位補正デ
ータを遠隔地のデータ処理センタの記憶回路に設け、該
潮位補正データを通信回線により伝送するように構成し
た請求項１記載の波高測定装置。 - 【請求項３】 海底に設けられた送受波器から所定時間
毎に海面に向けて超音波パルス信号を所定間隔で発射
し、その反射波を前記送受波器で受波するまでの時間差
から海底から海面間での距離を順次に測定し、その距離
変化から潮位を求める潮位測定装置において、 潮位測定海域の天文潮汐データに基づく潮位予測データ
を記憶する記憶回路と、 前記潮位の測定時刻における前記潮位予測データを前記
記憶回路から抽出するための時計回路とを備え、 前記測定潮位に前記潮位予測データを加算又は減算する
ようにして、前記潮位測定における変動幅の測定レンジ
を、前記測定潮位と前記潮位予測データとの最大誤差範
囲に設定できるようにしたことを特徴とする潮位測定装
置。 - 【請求項４】 海から観測所井戸に導水管により海水を
導いて浮標を浮かせ、この浮標の上下動を検知して潮位
を測定する検潮儀の測定潮位を測定潮位電圧に変換した
後、デジタル演算処理して潮位を求める潮位測定装置に
おいて、 潮位測定海域の所定時刻毎の天文潮汐データに基づく潮
位予測データを記憶する記憶回路と、 前記潮位の測定時刻における潮位予測データを前記記憶
回路から抽出するための時計回路と、 前記記憶回路から抽出された潮位予測データを電圧に変
換する手段とを備え、 潮位測定時の前記測定潮位電圧に前記潮位予測データの
変換電圧を加算又は減算するようにして、前記潮位測定
における変動幅の測定レンジを、前記測定潮位と前記潮
位予測データとの最大誤差範囲に設定できるようにした
ことを特徴とする潮位測定装置。 - 【請求項５】 前記天文潮汐データに基づく潮位予測デ
ータを、遠隔地のデータ処理センタの記憶回路に設け、
該潮位予測データを通信回線により伝送するように構成
した請求項３又は４記載の潮位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25573995A JP3388072B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 波高・潮位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25573995A JP3388072B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 波高・潮位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0979851A JPH0979851A (ja) | 1997-03-28 |
| JP3388072B2 true JP3388072B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=17282965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25573995A Expired - Fee Related JP3388072B2 (ja) | 1995-09-08 | 1995-09-08 | 波高・潮位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3388072B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5537722B1 (ja) * | 2013-05-17 | 2014-07-02 | 株式会社流通技研 | 津波等の事前検知手段を備えた水位低減装置 |
| KR101438577B1 (ko) * | 2014-07-11 | 2014-09-12 | 김성환 | 레이저 조위측정장치 및 레이저를 이용한 조위 측정방법 |
| CN108334987B (zh) * | 2018-02-08 | 2021-02-09 | 山东爱城市网信息技术有限公司 | 一种基于小波分解-神经网络的海浪波高预测方法 |
| CN114018337B (zh) * | 2021-11-12 | 2024-03-26 | 浙江大京生态环境科技有限公司 | 一种水文测验平台及其测验方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2721486B2 (ja) * | 1995-04-21 | 1998-03-04 | 郵政省通信総合研究所長 | 津波・海象監視予測装置 |
-
1995
- 1995-09-08 JP JP25573995A patent/JP3388072B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0979851A (ja) | 1997-03-28 |
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