JP3395072B2 - 海洋音響トモグラフィデータ解析装置 - Google Patents
海洋音響トモグラフィデータ解析装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、海洋音響トモグラ
フィデータ解析装置におけるデータ解析に用いる受波信
号ピークトラッキング技術に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】最初に海洋音響トモグラフィシステムに
おける海中音波の送受信について説明する。図７は海洋
音響トモグラフィシステムにおける海中音波の送受信を
説明する図である。図７の海洋音響トモグラフィシステ
ムの例においては、単一の海中音源から所定周期毎（例
えば３時間毎）に所定の音波パルスを順次送信する。そ
して海洋を隔て例えば１０００ｋｍ程度離れた海中に設
置された単一の音響受波器で前記周期的な送信波をそれ
ぞれ受信する。 【０００３】受信側では、海中音源から周期的に送信さ
れるある基準時刻（図７の例ではＡＭ０．００）の送信
波の受波時間における受波信号データを基準受波信号デ
ータＲa とし、その他の時刻（図７の例では、ＡＭ３．
００，ＡＭ６．００，…）の送信波の各受波時間におけ
る受波信号データをその他の受波信号のデータＲ1 ，Ｒ
2 ，…Ｒi とし、各受波信号データのトラッキングを行
う。なお、海洋中の音波は、図５で後述するように、そ
れぞれ異なる水深の複数の伝搬路を通って伝搬するが、
各伝搬路の水深による水温と水圧の相違によりその伝搬
速度が変化するから、それぞれ異なる伝搬路をそれぞれ
異なる伝搬時間により伝搬して海中受波器に到達するこ
とになる。図７の受信波はこの様子を示している。 【０００４】従来、海洋音響トモグラフィデータ解析装
置におけるデータ解析に用いる受信信号データのトラッ
キング（ある基準となる受波時間に観測された受波信号
データＲa と、その他の受波時間に観測された受波信号
データ群（Ｒ1 ，Ｒ2 ，…Ｒi ）との間において、各々
の同じ伝搬路を通ってきたであろう信号ピーク同士を識
別し、対応付けを行うための信号追尾処理）は、受波信
号データのうちで頻繁に出現している単一の受波信号ピ
ーク系列を用いて、基準となる受波信号データに対する
任意の受波信号データの“ゆらぎ”（数時間周期で観測
される受波信号系列が、主に潮汐による海洋現象の影響
を受け、周期的に到達時間が変動すること）の変動量を
算出し、その変動量を用いて受波信号データの受波開始
時刻をシフトさせた後に、受波信号ピークのトラッキン
グを実施するものであった。 【０００５】図６は従来の単一ピークを用いた変動量算
出の概念図であり、図においては、前記基準受波時間の
受波信号データＲa に表れる複数の各単一ピークに対し
て、図の破線で示すように、その他の受波時間における
受波信号データＲ1 ，Ｒ2 ，…Ｒi に表れる複数の各単
一ピークの対応付けをそれぞれ行うため、この単一ピー
クの到達時間の変動量を算出する概念が示されている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の海
洋音響トモグラフィシステムにおけるデータ解析に用い
る受波信号データのトラッキング技術では、時間ととも
に変化する海洋状態（正確には、海洋の水温・塩分・圧
力による密度構造）において、恒常的に単一のピーク系
列のみで伝搬時間の変動量を算出し続けることは困難で
あった。また、単一ピークは、海洋変動により信号干渉
やピーク分裂が生じ、正確な受波信号ピークの伝搬時間
（音源から受波器に音響信号が到達するまでの所要時
間）が確定できないという問題もあった。海洋音響トモ
グラフィでは基準場で計算された受波信号データと観測
された受波信号データを正確に同定（前者と後者の信号
ピークの対応付け）することが求められる。そこで、何
らかの方法で、同定の前段階である観測された受波信号
データを正確にトラッキングする必要があった。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る海洋音響ト
モグラフィデータ解析装置は、単一の海中音源から所定
周期毎に送信される音波を音源から所定距離にある単一
の受波器で受波し、この受波信号データのピークトラッ
キングを行う機能を有する海洋音響トモグラフィデータ
解析装置において、前記海中音源から所定周期による基
準時刻及びその他の時刻に送信された音波を前記受波器
でそれぞれ受波し、各受波時間毎に得られる受波信号デ
ータの信号ピークの最大値を検出してこの最大値検出時
の伝搬時間を各受波時間の代表伝搬時間としてそれぞれ
求め、前記基準時刻の送信波の受波時間における前記代
表伝搬時間とその他の時刻の送信波の各受波時間におけ
る前記代表伝搬時間との差をそれぞれの受波時間におけ
る変動量として求め、この各受波時間における変動量を
零とするように前記その他の時刻の送信波の各受波時間
における受波信号データの受波開始時刻をシフトさせる
手段を有するものである。その結果、前記基準時刻の送
信波の受波時間における受波信号データに表れるピーク
と、その他の時刻の送信波の各受波時間における受波信
号データに表れるピークとの対応が明確となり、受波信
号データのピークトラッキングが容易で且つ正確とな
る。 【０００８】 【発明の実施の形態】図５は海中音源から放射された音
波の受波信号データには、音源と受波点の間の最短距離
で最も遅く到達する信号が常に存在することの説明図で
ある。図５の（ａ）は深度と音速との関係を示すもの
で、海洋では、海面から深度が増加すると水温の低下に
より音速は小さくなるが、約１０００ｍの深度で音速は
最小となり、さらに深くなると水圧の増加により、音速
は逆に増加する様子が示されている。 【０００９】また図５の（ｂ）は単一の海中音源と単一
の受波点の間に、それぞれ異なる水深を通る複数の伝搬
路が存在する様子を示している。そして図５の（ｂ）の
矢印の先端に示される伝搬深度の振幅（深度の最大値と
最小値との差）が小さい伝搬路を通る信号群が、最短距
離を最も遅く到達する信号であり、この信号群は信号レ
ベルが高い特性をもつ。なお図６の各受波信号データＲ
1 〜 Ｒi の右端近くに矢印で示された信号群が、この
最短距離を最も遅く伝搬する信号ピーク群であり、この
中に最もレベルの高い信号ピークが存在する。 【００１０】本発明は、この受波信号データに必ず存在
する最短距離で最も遅く伝搬する受波信号群の中で、最
も信号レベルが高いピーク（図６を参照）の伝搬時間を
その受波信号データの代表伝搬時間とし、この代表伝搬
時間を用いて基準受波時間の受波信号データと任意の受
波時間の受波信号データの間の変動量を生成し、その変
動量を零とするように受波開始時刻をシフトさせること
により、トラッキングを正確かつ簡便にしようとするも
のである。 【００１１】図１は本発明に係る海洋音響トモグラフィ
データ解析装置の受波信号トラッキングシステムの構成
図である。図１において、１はデータの書き込み及び読
み出しを行うことのできる受波信号データメモリ、２は
最大信号ピーク検出用データメモリ、３は伝搬時間デー
タメモリ、４は変動量データメモリ、５はトラッキング
用受波信号系列データメモリ、１１はこのシステムの外
部とデータの入出力をするためのデータ入出力部、１２
は演算処理部であり、上記１〜５の各メモリとデータ入
出力部１１及び演算処理部１２がバス１３に接続されて
いる。 【００１２】図２は本発明に係る受波信号トラッキング
処理の処理順序を示す流れ図であり、図のＳに続く数値
はステップ番号を示す。図３は本発明における受波信号
データの概念図であり、図の受波信号データＲi は、受
波開始時刻データＴｓi 及び受波信号系列データＳ
i （ｔ）（受波信号の個々のピークについて、その伝搬
時間（ｍｓｅｃ）と音圧レベルが数値データによって構
成されたもの）を含んでいる。図４は本発明により生成
された変動量でシフトした後の受波信号データのトラッ
キング概念図である。 【００１３】図２の流れ図に基づき、図３，４を参照
し、図１のシステムの動作を説明する。図２のＳ１で
は、受波信号データの格納処理を行う。図１のデータ入
出力部１１から、定期的な観測時間間隔（例えば３時間
間隔）で海洋音響トモグラフィシステムにより計測され
た受波信号データＲi が、観測毎に順々に受波信号デー
タメモリ１に入力される。この受波信号データＲi は、
図３に示されるように、受波開始時刻データＴｓi 及び
受波信号系列データＳi（ｔ）からなるデータセットで
ある。この受波信号系列データＳi （ｔ）は、受波信号
の個々のピークについて、その伝搬時間と音圧レベルが
数値によって構成された時系列データであるが、上記Ｓ
i （ｔ）の（ ）内のｔは、音源と受波器の間の伝搬時
間の代りに、受波開始時刻Ｔｓi からピークまでの相対
時間（ｍｓｅｃ）としている。なおここで、添字ｉは観
測毎に順々に受波信号データメモリ１に入力される際
に、受波信号データＲに付けられたシリアル番号（１〜
ｎ）である。 【００１４】図２のＳ２では、最大信号ピークの伝搬時
間の検出処理を行う。図１の演算処理部１２は、まず受
波信号データメモリ１からある受波時間の受波信号デー
タＲi を読み出し、最大信号ピーク検出用データメモリ
２に書き込む。そして、最大信号ピーク検出用データメ
モリ２に書き込まれた受波信号データＲi の中から受波
信号系列データＳi （ｔ）を読み出す。次に、Ｓ
i （ｔ）の信号レベル最大値の判定を行い、信号レベル
最大値Ｓi （ｔｍ）を検出する。そして、最大値Ｓ
i （ｔｍ）の伝搬時間ｔｍを代表伝搬時間ｔｍi とし、
伝搬時間データメモリ３に書き込む。 【００１５】図２のＳ３では、変動量の生成処理を行
う。演算処理部１２は、伝搬時間データメモリ３に書き
込まれた基準となる受波信号Ｒa （図４の基準受波信号
データＲa を参照）の代表伝搬時間ｔｍa と、任意の受
波信号データ（図４のＲa を除く受波信号データＲ1 〜
Ｒi を参照）の代表伝搬時間ｔｍi を読み出す。ここ
で、添字ａは、基準の受波信号データを示す。次に、下
記の（１）式に示すようにｔｍi とｔｍa の差を求め、
これを変動量ＶＴi として、変動量データメモリ４に書
き込む。 【００１６】 【数１】 【００１７】図２のＳ４では、受波開始時刻データのシ
フト処理を行う。演算処理部１２は、受波信号データメ
モリ１に書き込まれた受波信号データＲi と変動量デー
タメモリ４に書き込まれた変動量ＶＴi を読み出す。次
に、読み出した受波信号データＲi の中から受波開始時
刻データＴｓi と変動量ＶＴi の差を求め、これをトラ
ッキング用受波開始時刻データＮＴｓi とする。そし
て、受波開始時刻データＴｓi をトラッキング用受波開
始時刻データＮＴｓi にシフトした（即ち前記変動量Ｖ
Ｔi を零とするように受波開始時刻データＴｓi をシフ
トした）トラッキング用受波信号系列データＮＲi を生
成し、トラッキング用受波信号系列データメモリ５に書
き込む。図４はこのようにシフトした後の受波信号デー
タを示すもので、図の破線で示すように、基準受波信号
データＲa に表れる単一ピークと、その他の受波信号デ
ータＲ1 〜Ｒi に表れる単一ピークとの対応が明確にな
り、受波信号データのトラッキングが容易で且つ正確に
なる。 【００１８】上記のように本実施形態によれば、海洋音
響トモグラフィデータ解析装置において、周期的な受波
時間毎に得られる受波信号データの信号ピーク最大値か
ら検出した代表伝搬時間を用いて、基準受波信号データ
の代表伝搬時間と任意の受波信号データの代表伝搬時間
との間の変動量を生成し、この変動量を零とするように
受波信号データの受波開始時刻をシフトすることによ
り、従来よりも正確かつ簡便にトラッキングが可能とな
り、データ解析の精度の向上に貢献することができる。 【００１９】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、単一の海
中音源から所定周期毎に送信される音波を音源から所定
距離にある単一の受波器で受波し、この受波信号データ
のピークトラッキングを行う機能を有する海洋音響トモ
グラフィデータ解析装置において、前記海中音源から所
定周期による基準時刻及びその他の時刻に送信された音
波を前記受波器でそれぞれ受波し、各受波時間毎に得ら
れる受波信号データの信号ピークの最大値を検出してこ
の最大値検出時の伝搬時間を各受波時間の代表伝搬時間
としてそれぞれ求め、前記基準時刻の送信波の受波時間
における前記代表伝搬時間とその他の時刻の送信波の各
受波時間における前記代表伝搬時間との差をそれぞれの
受波時間における変動量として求め、この各受波時間に
おける変動量を零とするように前記その他の時刻の送信
波の各受波時間における受波信号データの受波開始時刻
をシフトさせる手段を有するようにしたので、前記基準
時刻の送信波の受波時間における受波信号データに表れ
るピークと、その他の時刻の送信波の各受波時間におけ
る受波信号データに表れるピークとの対応が明確とな
り、受波信号データのピークトラッキングが容易で且つ
正確となる。
フィデータ解析装置におけるデータ解析に用いる受波信
号ピークトラッキング技術に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】最初に海洋音響トモグラフィシステムに
おける海中音波の送受信について説明する。図７は海洋
音響トモグラフィシステムにおける海中音波の送受信を
説明する図である。図７の海洋音響トモグラフィシステ
ムの例においては、単一の海中音源から所定周期毎（例
えば３時間毎）に所定の音波パルスを順次送信する。そ
して海洋を隔て例えば１０００ｋｍ程度離れた海中に設
置された単一の音響受波器で前記周期的な送信波をそれ
ぞれ受信する。 【０００３】受信側では、海中音源から周期的に送信さ
れるある基準時刻（図７の例ではＡＭ０．００）の送信
波の受波時間における受波信号データを基準受波信号デ
ータＲa とし、その他の時刻（図７の例では、ＡＭ３．
００，ＡＭ６．００，…）の送信波の各受波時間におけ
る受波信号データをその他の受波信号のデータＲ1 ，Ｒ
2 ，…Ｒi とし、各受波信号データのトラッキングを行
う。なお、海洋中の音波は、図５で後述するように、そ
れぞれ異なる水深の複数の伝搬路を通って伝搬するが、
各伝搬路の水深による水温と水圧の相違によりその伝搬
速度が変化するから、それぞれ異なる伝搬路をそれぞれ
異なる伝搬時間により伝搬して海中受波器に到達するこ
とになる。図７の受信波はこの様子を示している。 【０００４】従来、海洋音響トモグラフィデータ解析装
置におけるデータ解析に用いる受信信号データのトラッ
キング（ある基準となる受波時間に観測された受波信号
データＲa と、その他の受波時間に観測された受波信号
データ群（Ｒ1 ，Ｒ2 ，…Ｒi ）との間において、各々
の同じ伝搬路を通ってきたであろう信号ピーク同士を識
別し、対応付けを行うための信号追尾処理）は、受波信
号データのうちで頻繁に出現している単一の受波信号ピ
ーク系列を用いて、基準となる受波信号データに対する
任意の受波信号データの“ゆらぎ”（数時間周期で観測
される受波信号系列が、主に潮汐による海洋現象の影響
を受け、周期的に到達時間が変動すること）の変動量を
算出し、その変動量を用いて受波信号データの受波開始
時刻をシフトさせた後に、受波信号ピークのトラッキン
グを実施するものであった。 【０００５】図６は従来の単一ピークを用いた変動量算
出の概念図であり、図においては、前記基準受波時間の
受波信号データＲa に表れる複数の各単一ピークに対し
て、図の破線で示すように、その他の受波時間における
受波信号データＲ1 ，Ｒ2 ，…Ｒi に表れる複数の各単
一ピークの対応付けをそれぞれ行うため、この単一ピー
クの到達時間の変動量を算出する概念が示されている。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら従来の海
洋音響トモグラフィシステムにおけるデータ解析に用い
る受波信号データのトラッキング技術では、時間ととも
に変化する海洋状態（正確には、海洋の水温・塩分・圧
力による密度構造）において、恒常的に単一のピーク系
列のみで伝搬時間の変動量を算出し続けることは困難で
あった。また、単一ピークは、海洋変動により信号干渉
やピーク分裂が生じ、正確な受波信号ピークの伝搬時間
（音源から受波器に音響信号が到達するまでの所要時
間）が確定できないという問題もあった。海洋音響トモ
グラフィでは基準場で計算された受波信号データと観測
された受波信号データを正確に同定（前者と後者の信号
ピークの対応付け）することが求められる。そこで、何
らかの方法で、同定の前段階である観測された受波信号
データを正確にトラッキングする必要があった。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明に係る海洋音響ト
モグラフィデータ解析装置は、単一の海中音源から所定
周期毎に送信される音波を音源から所定距離にある単一
の受波器で受波し、この受波信号データのピークトラッ
キングを行う機能を有する海洋音響トモグラフィデータ
解析装置において、前記海中音源から所定周期による基
準時刻及びその他の時刻に送信された音波を前記受波器
でそれぞれ受波し、各受波時間毎に得られる受波信号デ
ータの信号ピークの最大値を検出してこの最大値検出時
の伝搬時間を各受波時間の代表伝搬時間としてそれぞれ
求め、前記基準時刻の送信波の受波時間における前記代
表伝搬時間とその他の時刻の送信波の各受波時間におけ
る前記代表伝搬時間との差をそれぞれの受波時間におけ
る変動量として求め、この各受波時間における変動量を
零とするように前記その他の時刻の送信波の各受波時間
における受波信号データの受波開始時刻をシフトさせる
手段を有するものである。その結果、前記基準時刻の送
信波の受波時間における受波信号データに表れるピーク
と、その他の時刻の送信波の各受波時間における受波信
号データに表れるピークとの対応が明確となり、受波信
号データのピークトラッキングが容易で且つ正確とな
る。 【０００８】 【発明の実施の形態】図５は海中音源から放射された音
波の受波信号データには、音源と受波点の間の最短距離
で最も遅く到達する信号が常に存在することの説明図で
ある。図５の（ａ）は深度と音速との関係を示すもの
で、海洋では、海面から深度が増加すると水温の低下に
より音速は小さくなるが、約１０００ｍの深度で音速は
最小となり、さらに深くなると水圧の増加により、音速
は逆に増加する様子が示されている。 【０００９】また図５の（ｂ）は単一の海中音源と単一
の受波点の間に、それぞれ異なる水深を通る複数の伝搬
路が存在する様子を示している。そして図５の（ｂ）の
矢印の先端に示される伝搬深度の振幅（深度の最大値と
最小値との差）が小さい伝搬路を通る信号群が、最短距
離を最も遅く到達する信号であり、この信号群は信号レ
ベルが高い特性をもつ。なお図６の各受波信号データＲ
1 〜 Ｒi の右端近くに矢印で示された信号群が、この
最短距離を最も遅く伝搬する信号ピーク群であり、この
中に最もレベルの高い信号ピークが存在する。 【００１０】本発明は、この受波信号データに必ず存在
する最短距離で最も遅く伝搬する受波信号群の中で、最
も信号レベルが高いピーク（図６を参照）の伝搬時間を
その受波信号データの代表伝搬時間とし、この代表伝搬
時間を用いて基準受波時間の受波信号データと任意の受
波時間の受波信号データの間の変動量を生成し、その変
動量を零とするように受波開始時刻をシフトさせること
により、トラッキングを正確かつ簡便にしようとするも
のである。 【００１１】図１は本発明に係る海洋音響トモグラフィ
データ解析装置の受波信号トラッキングシステムの構成
図である。図１において、１はデータの書き込み及び読
み出しを行うことのできる受波信号データメモリ、２は
最大信号ピーク検出用データメモリ、３は伝搬時間デー
タメモリ、４は変動量データメモリ、５はトラッキング
用受波信号系列データメモリ、１１はこのシステムの外
部とデータの入出力をするためのデータ入出力部、１２
は演算処理部であり、上記１〜５の各メモリとデータ入
出力部１１及び演算処理部１２がバス１３に接続されて
いる。 【００１２】図２は本発明に係る受波信号トラッキング
処理の処理順序を示す流れ図であり、図のＳに続く数値
はステップ番号を示す。図３は本発明における受波信号
データの概念図であり、図の受波信号データＲi は、受
波開始時刻データＴｓi 及び受波信号系列データＳ
i （ｔ）（受波信号の個々のピークについて、その伝搬
時間（ｍｓｅｃ）と音圧レベルが数値データによって構
成されたもの）を含んでいる。図４は本発明により生成
された変動量でシフトした後の受波信号データのトラッ
キング概念図である。 【００１３】図２の流れ図に基づき、図３，４を参照
し、図１のシステムの動作を説明する。図２のＳ１で
は、受波信号データの格納処理を行う。図１のデータ入
出力部１１から、定期的な観測時間間隔（例えば３時間
間隔）で海洋音響トモグラフィシステムにより計測され
た受波信号データＲi が、観測毎に順々に受波信号デー
タメモリ１に入力される。この受波信号データＲi は、
図３に示されるように、受波開始時刻データＴｓi 及び
受波信号系列データＳi（ｔ）からなるデータセットで
ある。この受波信号系列データＳi （ｔ）は、受波信号
の個々のピークについて、その伝搬時間と音圧レベルが
数値によって構成された時系列データであるが、上記Ｓ
i （ｔ）の（ ）内のｔは、音源と受波器の間の伝搬時
間の代りに、受波開始時刻Ｔｓi からピークまでの相対
時間（ｍｓｅｃ）としている。なおここで、添字ｉは観
測毎に順々に受波信号データメモリ１に入力される際
に、受波信号データＲに付けられたシリアル番号（１〜
ｎ）である。 【００１４】図２のＳ２では、最大信号ピークの伝搬時
間の検出処理を行う。図１の演算処理部１２は、まず受
波信号データメモリ１からある受波時間の受波信号デー
タＲi を読み出し、最大信号ピーク検出用データメモリ
２に書き込む。そして、最大信号ピーク検出用データメ
モリ２に書き込まれた受波信号データＲi の中から受波
信号系列データＳi （ｔ）を読み出す。次に、Ｓ
i （ｔ）の信号レベル最大値の判定を行い、信号レベル
最大値Ｓi （ｔｍ）を検出する。そして、最大値Ｓ
i （ｔｍ）の伝搬時間ｔｍを代表伝搬時間ｔｍi とし、
伝搬時間データメモリ３に書き込む。 【００１５】図２のＳ３では、変動量の生成処理を行
う。演算処理部１２は、伝搬時間データメモリ３に書き
込まれた基準となる受波信号Ｒa （図４の基準受波信号
データＲa を参照）の代表伝搬時間ｔｍa と、任意の受
波信号データ（図４のＲa を除く受波信号データＲ1 〜
Ｒi を参照）の代表伝搬時間ｔｍi を読み出す。ここ
で、添字ａは、基準の受波信号データを示す。次に、下
記の（１）式に示すようにｔｍi とｔｍa の差を求め、
これを変動量ＶＴi として、変動量データメモリ４に書
き込む。 【００１６】 【数１】 【００１７】図２のＳ４では、受波開始時刻データのシ
フト処理を行う。演算処理部１２は、受波信号データメ
モリ１に書き込まれた受波信号データＲi と変動量デー
タメモリ４に書き込まれた変動量ＶＴi を読み出す。次
に、読み出した受波信号データＲi の中から受波開始時
刻データＴｓi と変動量ＶＴi の差を求め、これをトラ
ッキング用受波開始時刻データＮＴｓi とする。そし
て、受波開始時刻データＴｓi をトラッキング用受波開
始時刻データＮＴｓi にシフトした（即ち前記変動量Ｖ
Ｔi を零とするように受波開始時刻データＴｓi をシフ
トした）トラッキング用受波信号系列データＮＲi を生
成し、トラッキング用受波信号系列データメモリ５に書
き込む。図４はこのようにシフトした後の受波信号デー
タを示すもので、図の破線で示すように、基準受波信号
データＲa に表れる単一ピークと、その他の受波信号デ
ータＲ1 〜Ｒi に表れる単一ピークとの対応が明確にな
り、受波信号データのトラッキングが容易で且つ正確に
なる。 【００１８】上記のように本実施形態によれば、海洋音
響トモグラフィデータ解析装置において、周期的な受波
時間毎に得られる受波信号データの信号ピーク最大値か
ら検出した代表伝搬時間を用いて、基準受波信号データ
の代表伝搬時間と任意の受波信号データの代表伝搬時間
との間の変動量を生成し、この変動量を零とするように
受波信号データの受波開始時刻をシフトすることによ
り、従来よりも正確かつ簡便にトラッキングが可能とな
り、データ解析の精度の向上に貢献することができる。 【００１９】 【発明の効果】以上のように本発明によれば、単一の海
中音源から所定周期毎に送信される音波を音源から所定
距離にある単一の受波器で受波し、この受波信号データ
のピークトラッキングを行う機能を有する海洋音響トモ
グラフィデータ解析装置において、前記海中音源から所
定周期による基準時刻及びその他の時刻に送信された音
波を前記受波器でそれぞれ受波し、各受波時間毎に得ら
れる受波信号データの信号ピークの最大値を検出してこ
の最大値検出時の伝搬時間を各受波時間の代表伝搬時間
としてそれぞれ求め、前記基準時刻の送信波の受波時間
における前記代表伝搬時間とその他の時刻の送信波の各
受波時間における前記代表伝搬時間との差をそれぞれの
受波時間における変動量として求め、この各受波時間に
おける変動量を零とするように前記その他の時刻の送信
波の各受波時間における受波信号データの受波開始時刻
をシフトさせる手段を有するようにしたので、前記基準
時刻の送信波の受波時間における受波信号データに表れ
るピークと、その他の時刻の送信波の各受波時間におけ
る受波信号データに表れるピークとの対応が明確とな
り、受波信号データのピークトラッキングが容易で且つ
正確となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る海洋音響トモグラフィデータ解析
装置の受波信号トラッキングシステムの構成図である。 【図２】本発明に係る受波信号トラッキング処理の処理
順序を示す流れ図である。 【図３】本発明における受波信号データの概念図であ
る。 【図４】本発明による変動量でシフトした後の受波信号
データのトラッキング概念図である。 【図５】受波信号データに常に存在する最短距離で最も
遅く伝搬する信号の説明図である。 【図６】従来の単一ピークを用いた変動量算出の概念図
である。 【図７】海洋音響トモグラフィシステムにおける海中音
波の送受信を説明する図である。 【符号の説明】 １ 受波信号データメモリ ２ 最大信号ピーク検出用データメモリ ３ 伝搬時間データメモリ ４ 変動量データメモリ ５ トラッキング用受波信号系列データメモリ １１ データ入出力部 １２ 演算処理部 １３ バス
装置の受波信号トラッキングシステムの構成図である。 【図２】本発明に係る受波信号トラッキング処理の処理
順序を示す流れ図である。 【図３】本発明における受波信号データの概念図であ
る。 【図４】本発明による変動量でシフトした後の受波信号
データのトラッキング概念図である。 【図５】受波信号データに常に存在する最短距離で最も
遅く伝搬する信号の説明図である。 【図６】従来の単一ピークを用いた変動量算出の概念図
である。 【図７】海洋音響トモグラフィシステムにおける海中音
波の送受信を説明する図である。 【符号の説明】 １ 受波信号データメモリ ２ 最大信号ピーク検出用データメモリ ３ 伝搬時間データメモリ ４ 変動量データメモリ ５ トラッキング用受波信号系列データメモリ １１ データ入出力部 １２ 演算処理部 １３ バス
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平８−304538（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−297163（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−255074（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−221445（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−281235（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−197633（ＪＰ，Ａ)
Ｒ．Ｊ．ユーリック著，土屋明訳，西
村実監修，水中音響の原理，日本，共立
出版，1978年12月 １日，155−161,
６．２ 深海サウンドチャネル
(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 (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 単一の海中音源から所定周期毎に送信さ
れる音波を音源から所定距離にある単一の受波器で受波
し、この受波信号データのピークトラッキングを行う機
能を有する海洋音響トモグラフィデータ解析装置におい
て、 前記海中音源から所定周期による基準時刻及びその他の
時刻に送信された音波を前記受波器でそれぞれ受波し、
各受波時間毎に得られる受波信号データの信号ピークの
最大値を検出してこの最大値検出時の伝搬時間を各受波
時間の代表伝搬時間としてそれぞれ求め、前記基準時刻
の送信波の受波時間における前記代表伝搬時間とその他
の時刻の送信波の各受波時間における前記代表伝搬時間
との差をそれぞれの受波時間における変動量として求
め、この各受波時間における変動量を零とするように前
記その他の時刻の送信波の各受波時間における受波信号
データの受波開始時刻をシフトさせる手段を有すること
を特徴とする海洋音響トモグラフィデータ解析装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02141797A JP3395072B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 海洋音響トモグラフィデータ解析装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02141797A JP3395072B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 海洋音響トモグラフィデータ解析装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10221440A JPH10221440A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3395072B2 true JP3395072B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=12054443
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02141797A Expired - Fee Related JP3395072B2 (ja) | 1997-02-04 | 1997-02-04 | 海洋音響トモグラフィデータ解析装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3395072B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109186752B (zh) * | 2018-09-22 | 2020-07-03 | 天津大学 | 基于图形处理器的水下声学信号采集、传输和检测系统 |
-
1997
- 1997-02-04 JP JP02141797A patent/JP3395072B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ｒ．Ｊ．ユーリック著，土屋明訳，西村実監修，水中音響の原理，日本，共立出版，１９７８年１２月 １日，１５５−１６１，６．２ 深海サウンドチャネル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10221440A (ja) | 1998-08-21 |
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