JP3498051B2 - 浮標追尾システム - Google Patents
浮標追尾システムInfo
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- JP3498051B2 JP3498051B2 JP2000313746A JP2000313746A JP3498051B2 JP 3498051 B2 JP3498051 B2 JP 3498051B2 JP 2000313746 A JP2000313746 A JP 2000313746A JP 2000313746 A JP2000313746 A JP 2000313746A JP 3498051 B2 JP3498051 B2 JP 3498051B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、航路の端線を表
示するシステムに関し、特にレーザ光を用いてレーザ光
散乱によって、航路端線を表示するための浮標追尾シス
テムに関する。
示するシステムに関し、特にレーザ光を用いてレーザ光
散乱によって、航路端線を表示するための浮標追尾シス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】航路端線をレーザ光等により直接表示し
ようとする試みがなされている。従前は浮標のみを設置
し、その間が（仮想の）航路端線とされていた関係で、
レーザ光は地図上の絶対位置を表示するのでなく、潮流
等により位置が刻々変化する浮標との間を結ぶ必要があ
る。さらに、レーザ光を不要な方向に出さないためにも
浮標本体によりレーザ光をブロック（遮光）することが
重要となる。そのためレーザ光を発射する側からレーザ
光をブロックする浮標を追尾する必要がある。レーザ光
による航路端線の表示の具体例は今までになく、当然こ
のための浮標追尾は行われていない。
ようとする試みがなされている。従前は浮標のみを設置
し、その間が（仮想の）航路端線とされていた関係で、
レーザ光は地図上の絶対位置を表示するのでなく、潮流
等により位置が刻々変化する浮標との間を結ぶ必要があ
る。さらに、レーザ光を不要な方向に出さないためにも
浮標本体によりレーザ光をブロック（遮光）することが
重要となる。そのためレーザ光を発射する側からレーザ
光をブロックする浮標を追尾する必要がある。レーザ光
による航路端線の表示の具体例は今までになく、当然こ
のための浮標追尾は行われていない。
【０００３】一般的に述べると、移動する物体同士の追
尾には、光や電波を発射してそれを受信した際の出力が
最大となるような方向に指向させるなどの手段がとられ
ていた。光を利用した追尾システムの例を図３、図４に
示す。
尾には、光や電波を発射してそれを受信した際の出力が
最大となるような方向に指向させるなどの手段がとられ
ていた。光を利用した追尾システムの例を図３、図４に
示す。
【０００４】図３は、追尾する側に光ビーム発射手段、
追尾装置、通信装置を有し、追尾される側に受信光学
系、受光素子、受信レベル判定部、通信装置を有するも
のである。
追尾装置、通信装置を有し、追尾される側に受信光学
系、受光素子、受信レベル判定部、通信装置を有するも
のである。
【０００５】追尾する側より走査しながら狭い光ビーム
を発射すると、追尾される側の受信光学系にある瞬間に
おいて光が入り、受光素子に受信信号が得られる。この
情報（受信信号）を通信装置により追尾する側に送信し
て、走査を止めれば、光ビームは追尾される側に指向し
ていることになる。実際には光ビームにも幅が有り（一
般に中央部が最も強く、徐々に弱くなるような強度分布
をしている）その中央に合わせるため受信レベルが最大
となるように受信レベル判定部で判断し、その情報（受
信信号）を刻々追尾する側に送信する必要が有る。ま
た、この送信は常時接続しておかないと光ビームが受信
光学系から外れた際にもう一度走査しながら受信可能な
位置を探し直す必要が有る。最適な位置検出のための受
信レベル判定やその情報の通信のために電力を必要とす
るが、一般に小型の浮標（追尾される側）では使用でき
る電力が限られ、また搭載場所にも制限があることか
ら、図３に示すシステムをとれない場合が多い。
を発射すると、追尾される側の受信光学系にある瞬間に
おいて光が入り、受光素子に受信信号が得られる。この
情報（受信信号）を通信装置により追尾する側に送信し
て、走査を止めれば、光ビームは追尾される側に指向し
ていることになる。実際には光ビームにも幅が有り（一
般に中央部が最も強く、徐々に弱くなるような強度分布
をしている）その中央に合わせるため受信レベルが最大
となるように受信レベル判定部で判断し、その情報（受
信信号）を刻々追尾する側に送信する必要が有る。ま
た、この送信は常時接続しておかないと光ビームが受信
光学系から外れた際にもう一度走査しながら受信可能な
位置を探し直す必要が有る。最適な位置検出のための受
信レベル判定やその情報の通信のために電力を必要とす
るが、一般に小型の浮標（追尾される側）では使用でき
る電力が限られ、また搭載場所にも制限があることか
ら、図３に示すシステムをとれない場合が多い。
【０００６】図４は、追尾される側には光を再帰反射
（もと来た方向に光を反射）させる再帰反射プリズム等
を置き、追尾する側に受信光学系と位置検出可能な光検
出器と位置判定部と追尾装置と光ビーム発射手段とを設
けたものである。
（もと来た方向に光を反射）させる再帰反射プリズム等
を置き、追尾する側に受信光学系と位置検出可能な光検
出器と位置判定部と追尾装置と光ビーム発射手段とを設
けたものである。
【０００７】このシステムでは図３と異なり追尾される
側の電力や通信手段が不要となる利点を有するが、追尾
する側と追尾される側を光が往復する関係で視程が低下
して光の減衰が増す際には図３のような片道方式に比し
て受光レベルの低下が急激になるため追尾できなくなっ
てしまう。従って、光を使用した追尾手段にはそれぞれ
に問題点があり、視程の悪い時こそ重要となる「レーザ
光による航路端線表示システム」に光を使用し難い状況
である。
側の電力や通信手段が不要となる利点を有するが、追尾
する側と追尾される側を光が往復する関係で視程が低下
して光の減衰が増す際には図３のような片道方式に比し
て受光レベルの低下が急激になるため追尾できなくなっ
てしまう。従って、光を使用した追尾手段にはそれぞれ
に問題点があり、視程の悪い時こそ重要となる「レーザ
光による航路端線表示システム」に光を使用し難い状況
である。
【０００８】なお、特開平０９−１１３２７０号公報に
示される「移動体の自動追尾装置及び追尾式位置検出装
置」は、光追尾の一種で、発光と撮像のタイミング合わ
せにＧＰＳの時刻情報を利用したものであり、特開平０
８−１６６２４０号公報に示される「危険区域の遠隔測
量方法」は、光追尾のトータルステーションの位置を知
るためにＧＰＳを利用したものであり、特開昭６０−０
９３３６４号公報に示される「船首方位測定装置」は、
海洋への利用例で、自船の船首の方位を知るためにＧＰ
Ｓを利用したものであり、それぞれこの発明の特徴であ
る「精度の悪いままのＧＰＳ位置データをもとにした追
尾」「副浮標側の消費電力低減」とは目的も方法も異な
っている。
示される「移動体の自動追尾装置及び追尾式位置検出装
置」は、光追尾の一種で、発光と撮像のタイミング合わ
せにＧＰＳの時刻情報を利用したものであり、特開平０
８−１６６２４０号公報に示される「危険区域の遠隔測
量方法」は、光追尾のトータルステーションの位置を知
るためにＧＰＳを利用したものであり、特開昭６０−０
９３３６４号公報に示される「船首方位測定装置」は、
海洋への利用例で、自船の船首の方位を知るためにＧＰ
Ｓを利用したものであり、それぞれこの発明の特徴であ
る「精度の悪いままのＧＰＳ位置データをもとにした追
尾」「副浮標側の消費電力低減」とは目的も方法も異な
っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、精度の悪
いままのＧＰＳ受信機による取得位置データを基にした
追尾と追尾される側の消費電力低減を実現し、レーザ光
の散乱によって航路端線を表示することを課題とする。
いままのＧＰＳ受信機による取得位置データを基にした
追尾と追尾される側の消費電力低減を実現し、レーザ光
の散乱によって航路端線を表示することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
わる発明は、それぞれにＧＰＳ受信機を配設した複数の
浮標を所定の距離を隔てて海上あるいは陸上に設置し、
前記複数の浮標の一つから他の前記複数の浮標を追尾す
る浮標追尾システムであって、前記ＧＰＳ受信機によっ
てそれぞれ取得した前記複数の浮標の位置データ間の差
分を基に前記追尾を制御する手段を備えることを特徴と
する。
わる発明は、それぞれにＧＰＳ受信機を配設した複数の
浮標を所定の距離を隔てて海上あるいは陸上に設置し、
前記複数の浮標の一つから他の前記複数の浮標を追尾す
る浮標追尾システムであって、前記ＧＰＳ受信機によっ
てそれぞれ取得した前記複数の浮標の位置データ間の差
分を基に前記追尾を制御する手段を備えることを特徴と
する。
【００１１】また、この発明の請求項２に係わる発明
は、ＧＰＳ受信機を配設した主標と他のＧＰＳ受信機を
配設した副浮標とを所定の距離を隔てて設置し、前記主
標から前記副浮標を追尾する浮標追尾システムであっ
て、前記ＧＰＳ受信機によって取得した前記主標の位置
データと前記他のＧＰＳ受信機によって取得した前記副
浮標の位置データとの差分を基に前記副浮標の追尾を制
御する手段を前記主標に備えることを特徴とする。
は、ＧＰＳ受信機を配設した主標と他のＧＰＳ受信機を
配設した副浮標とを所定の距離を隔てて設置し、前記主
標から前記副浮標を追尾する浮標追尾システムであっ
て、前記ＧＰＳ受信機によって取得した前記主標の位置
データと前記他のＧＰＳ受信機によって取得した前記副
浮標の位置データとの差分を基に前記副浮標の追尾を制
御する手段を前記主標に備えることを特徴とする。
【００１２】さらに、この発明の請求項３に係わる発明
は、ＧＰＳ受信機を配設した主標と他のＧＰＳ受信機を
配設した副浮標とを所定の距離を隔てて設置し、前記主
標から前記副浮標を追尾する浮標追尾システムであっ
て、前記他のＧＰＳ受信機によって取得した副浮標の位
置データを送信する通信手段を前記副浮標に備え、前記
ＧＰＳ受信機によって取得した主標の位置データと前記
通信手段によって送信された前記副浮標の位置データと
の差分によって前記副浮標を追尾する追尾手段と、前記
追尾手段に装着されてレーザ光を発射するレーザ発射手
段と、を前記主標に備えることを特徴とする。
は、ＧＰＳ受信機を配設した主標と他のＧＰＳ受信機を
配設した副浮標とを所定の距離を隔てて設置し、前記主
標から前記副浮標を追尾する浮標追尾システムであっ
て、前記他のＧＰＳ受信機によって取得した副浮標の位
置データを送信する通信手段を前記副浮標に備え、前記
ＧＰＳ受信機によって取得した主標の位置データと前記
通信手段によって送信された前記副浮標の位置データと
の差分によって前記副浮標を追尾する追尾手段と、前記
追尾手段に装着されてレーザ光を発射するレーザ発射手
段と、を前記主標に備えることを特徴とする。
【００１３】さらに、この発明の請求項４に係わる発明
は、陸上または海上に設置された主標と、前記主標から
所定の距離を隔てて海上に設置された副浮標と、前記主
標に配設されて前記副浮標を指向してレーザ光を発射す
るレーザ発射手段と、前記主標に配設されて前記主標の
位置データを取得するＧＰＳ受信機と、前記主標に配設
されて前記副浮標から前記副浮標の位置データを受信す
る第１の通信手段と、前記主標に配設されて前記主標の
位置データと前記副浮標の位置データとの差分を基に前
記副浮標を追尾する追尾制御手段と、前記副浮標に配設
されて前記副浮標の位置データを取得する他のＧＰＳ受
信機と、前記副浮標に配設されて前記副浮標の位置デー
タを前記主標へ送信する第２の通信手段と、を備えるこ
とを特徴とする。
は、陸上または海上に設置された主標と、前記主標から
所定の距離を隔てて海上に設置された副浮標と、前記主
標に配設されて前記副浮標を指向してレーザ光を発射す
るレーザ発射手段と、前記主標に配設されて前記主標の
位置データを取得するＧＰＳ受信機と、前記主標に配設
されて前記副浮標から前記副浮標の位置データを受信す
る第１の通信手段と、前記主標に配設されて前記主標の
位置データと前記副浮標の位置データとの差分を基に前
記副浮標を追尾する追尾制御手段と、前記副浮標に配設
されて前記副浮標の位置データを取得する他のＧＰＳ受
信機と、前記副浮標に配設されて前記副浮標の位置デー
タを前記主標へ送信する第２の通信手段と、を備えるこ
とを特徴とする。
【００１４】さらに、この発明の請求項５に係わる発明
は、前記請求項３、４記載の前記副浮標の位置データの
変化が一定値以下の場合は、前記副浮標の位置データを
送信しないことを特徴とする。
は、前記請求項３、４記載の前記副浮標の位置データの
変化が一定値以下の場合は、前記副浮標の位置データを
送信しないことを特徴とする。
【００１５】さらに、この発明の請求項６に係わる発明
は、前記請求項３、４記載の前記レーザ発射手段が、前
記レーザ光を間歇的に発射することを特徴とする。
は、前記請求項３、４記載の前記レーザ発射手段が、前
記レーザ光を間歇的に発射することを特徴とする。
【００１６】さらに、この発明の請求項７に係わる発明
は、請求項１、２、３、４記載の前記差分が、前記ＧＰ
Ｓ受信機によって取得された、位置を算出するための受
信生データを差し引きして得られることを特徴とする。
は、請求項１、２、３、４記載の前記差分が、前記ＧＰ
Ｓ受信機によって取得された、位置を算出するための受
信生データを差し引きして得られることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】次に、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発明
による浮標追尾システムの実施の形態を示す図である。
いて図面を参照して詳細に説明する。図１は、この発明
による浮標追尾システムの実施の形態を示す図である。
【００１８】図１に示すように、陸上または海上（水
上）に設置された主標１（浮標）と、主標１に設置され
たレーザ発射装置１０、ＧＰＳ受信機１１、簡易通信装
置１２（第１の通信手段）、制御装置１３、追尾装置１
４と、主標１から所定の距離を隔てて海上に設置された
副浮標２（浮標）と、副浮標２に配設されたＧＰＳ受信
機２０、簡易通信装置２１（第２の通信手段）とを含ん
で構成される。
上）に設置された主標１（浮標）と、主標１に設置され
たレーザ発射装置１０、ＧＰＳ受信機１１、簡易通信装
置１２（第１の通信手段）、制御装置１３、追尾装置１
４と、主標１から所定の距離を隔てて海上に設置された
副浮標２（浮標）と、副浮標２に配設されたＧＰＳ受信
機２０、簡易通信装置２１（第２の通信手段）とを含ん
で構成される。
【００１９】レーザ発射装置１０は、副浮標２を指向し
てレーザ光３を発射し、レーザ光３が大気の散乱によっ
て航路端線を表示する。このレーザ光３は、必要に応じ
て間歇的（視認性を向上させるための点滅を含む）に発
射することも可能である。
てレーザ光３を発射し、レーザ光３が大気の散乱によっ
て航路端線を表示する。このレーザ光３は、必要に応じ
て間歇的（視認性を向上させるための点滅を含む）に発
射することも可能である。
【００２０】ＧＰＳ受信機１１は、図示しないＧＰＳ衛
星が送信したＧＰＳ信号を受信し、主標１の位置データ
を取得する。簡易通信装置１２は、副浮標２の簡易通信
装置２１と送受信し、副浮標２の位置データを受信す
る。制御装置１３は、主標１の位置データと副浮標２の
位置デ−タの差分から副浮標２を追尾するための追尾信
号などを送出する。追尾装置１４は、制御装置１３から
送出された追尾信号を受信して、副浮標２を追尾する。
星が送信したＧＰＳ信号を受信し、主標１の位置データ
を取得する。簡易通信装置１２は、副浮標２の簡易通信
装置２１と送受信し、副浮標２の位置データを受信す
る。制御装置１３は、主標１の位置データと副浮標２の
位置デ−タの差分から副浮標２を追尾するための追尾信
号などを送出する。追尾装置１４は、制御装置１３から
送出された追尾信号を受信して、副浮標２を追尾する。
【００２１】副浮標２は、主標１から所定の距離を隔て
て設置され、海底からの索につながれて風や潮流によっ
て海上を移動する浮標で、ＧＰＳ受信機２０と簡易通信
装置２１とが設置されている。ＧＰＳ受信機２０は、図
示しないＧＰＳ衛星が送信したＧＰＳ信号を受信し、副
浮標２の位置データを取得する。簡易通信装置２１は、
主標１の簡易通信装置１２と送受信し、副浮標２の位置
データを送信する。ＧＰＳ受信機２０で受信した位置デ
ータが一定値以上変化しない場合（つまり、所定の範囲
内の変化である場合）は受信した位置データを主標１へ
送信しない機能を備えている。
て設置され、海底からの索につながれて風や潮流によっ
て海上を移動する浮標で、ＧＰＳ受信機２０と簡易通信
装置２１とが設置されている。ＧＰＳ受信機２０は、図
示しないＧＰＳ衛星が送信したＧＰＳ信号を受信し、副
浮標２の位置データを取得する。簡易通信装置２１は、
主標１の簡易通信装置１２と送受信し、副浮標２の位置
データを送信する。ＧＰＳ受信機２０で受信した位置デ
ータが一定値以上変化しない場合（つまり、所定の範囲
内の変化である場合）は受信した位置データを主標１へ
送信しない機能を備えている。
【００２２】追尾装置１４の上には、レーザ発射装置１
０が搭載され、レーザ発射装置１０から発射されたレー
ザ光３の散乱により、航路端線が表示される。途中で殆
ど減衰されないレーザ光３は、航路端線を表示する必要
の無い所まで到達してしまうので、副浮標２によってブ
ロックする必要がある。
０が搭載され、レーザ発射装置１０から発射されたレー
ザ光３の散乱により、航路端線が表示される。途中で殆
ど減衰されないレーザ光３は、航路端線を表示する必要
の無い所まで到達してしまうので、副浮標２によってブ
ロックする必要がある。
【００２３】現在、小型で低消費電力（乾電池でも長時
間使用できる）のＧＰＳ受信機が安価で市販されてい
る。しかしながら、位置精度は数十ｍ、仮にＤＧＰＳ
（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉ
ｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）という装置を併用して
も数ｍとされている。一方、追尾される側の副浮標２は
直径２ｍ程度のもので、拡がりが数十ｃｍから１ｍにな
るレーザ光３のビームを副浮標２によってブロックする
には１０ｃｍオーダの精度で副浮標２を追尾する必要が
ある。従って、単にＧＰＳ受信機を利用して追尾すると
いう発想は成り立たない。
間使用できる）のＧＰＳ受信機が安価で市販されてい
る。しかしながら、位置精度は数十ｍ、仮にＤＧＰＳ
（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉ
ｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）という装置を併用して
も数ｍとされている。一方、追尾される側の副浮標２は
直径２ｍ程度のもので、拡がりが数十ｃｍから１ｍにな
るレーザ光３のビームを副浮標２によってブロックする
には１０ｃｍオーダの精度で副浮標２を追尾する必要が
ある。従って、単にＧＰＳ受信機を利用して追尾すると
いう発想は成り立たない。
【００２４】ＧＰＳ受信機の精度に限界がある主な原因
は、ＧＰＳ衛星から発射された電波（ＧＰＳ信号）が地
上に届く際に、大気の温度や湿度によって伝播速度が変
わることであり、また最近解除されたと伝えられている
「軍事上の優位を保つために意識的に精度を落とす処
置」による要因もある。
は、ＧＰＳ衛星から発射された電波（ＧＰＳ信号）が地
上に届く際に、大気の温度や湿度によって伝播速度が変
わることであり、また最近解除されたと伝えられている
「軍事上の優位を保つために意識的に精度を落とす処
置」による要因もある。
【００２５】より正確に絶対位置を求めるために考案さ
れたのがＤＧＰＳである。これは、絶対位置が判ってい
る地点に置かれたＧＰＳ受信機の計算位置（誤差要因に
より正しい値とはならない）を基に、その地点での真の
位置との間の誤差（大気等による誤差）を求め、この値
を補正データとして送信する。この付近のこの補正デー
タを受信できる範囲内のＧＰＳ受信者は、この補正デー
タを受信する。ＧＰＳ受信機により算出された位置情報
から、受信したこの補正データを差し引くことにより、
絶対位置データらしきものが求められる。絶対位置が解
かっていて誤差を算出し、その情報を送信できる局は限
られており、その局から離れた場所では大気などによる
影響が厳密には異なるので、絶対位置精度は低下するこ
とになる。
れたのがＤＧＰＳである。これは、絶対位置が判ってい
る地点に置かれたＧＰＳ受信機の計算位置（誤差要因に
より正しい値とはならない）を基に、その地点での真の
位置との間の誤差（大気等による誤差）を求め、この値
を補正データとして送信する。この付近のこの補正デー
タを受信できる範囲内のＧＰＳ受信者は、この補正デー
タを受信する。ＧＰＳ受信機により算出された位置情報
から、受信したこの補正データを差し引くことにより、
絶対位置データらしきものが求められる。絶対位置が解
かっていて誤差を算出し、その情報を送信できる局は限
られており、その局から離れた場所では大気などによる
影響が厳密には異なるので、絶対位置精度は低下するこ
とになる。
【００２６】また、ＧＰＳ受信機の受信レベルが低い場
合は、受信機ノイズ等の影響で精度が低下することも考
えられる。また、基準となる局と受信するＧＰＳ衛星の
数や位置が異なればこれも誤差要因となると考えられ
る。また、個々のＧＰＳ受信機に応じた固有の誤差もあ
ることが考えられる。
合は、受信機ノイズ等の影響で精度が低下することも考
えられる。また、基準となる局と受信するＧＰＳ衛星の
数や位置が異なればこれも誤差要因となると考えられ
る。また、個々のＧＰＳ受信機に応じた固有の誤差もあ
ることが考えられる。
【００２７】この実施の形態では以下の点を特徴として
おり、これにより１０ｃｍオーダの追尾精度と消費電力
の低減を実現している。第１点目は、市販されている
（精度の極めて悪い）ＧＰＳ受信機をＧＰＳ受信機１
１、２０として採用していることである。さらに、市販
されている簡易通信装置を含んで簡易通信装置２１を構
成していることである。
おり、これにより１０ｃｍオーダの追尾精度と消費電力
の低減を実現している。第１点目は、市販されている
（精度の極めて悪い）ＧＰＳ受信機をＧＰＳ受信機１
１、２０として採用していることである。さらに、市販
されている簡易通信装置を含んで簡易通信装置２１を構
成していることである。
【００２８】第２点目は、ＤＧＰＳによる精度向上では
なく、主標１、副浮標２それぞれの位置に関してＧＰＳ
受信機１１、２０によって取得された、位置を算出する
ための受信生データを位置データとして用いていること
である。
なく、主標１、副浮標２それぞれの位置に関してＧＰＳ
受信機１１、２０によって取得された、位置を算出する
ための受信生データを位置データとして用いていること
である。
【００２９】第３点目は、絶対位置精度としては極めて
悪い取得した位置データ同士で差分（主標１の位置デー
タと副浮標２の位置データとの差分）をとって相対位置
情報を計算していることである。
悪い取得した位置データ同士で差分（主標１の位置デー
タと副浮標２の位置データとの差分）をとって相対位置
情報を計算していることである。
【００３０】第４点目は、相対位置情報をもとに追尾装
置１４を副浮標２へ指向させることである。なお追尾範
囲は数ｋｍ（つまり、主標１と副浮標２とを隔てる所定
の距離で、例えば２〜８ｋｍ程度）であり、主標１と副
浮標２との間の大気伝播による誤差等は極めて僅かであ
ると見なして差し支えない。
置１４を副浮標２へ指向させることである。なお追尾範
囲は数ｋｍ（つまり、主標１と副浮標２とを隔てる所定
の距離で、例えば２〜８ｋｍ程度）であり、主標１と副
浮標２との間の大気伝播による誤差等は極めて僅かであ
ると見なして差し支えない。
【００３１】第５点目は、主標１と副浮標２の設置に先
立ち２台のＧＰＳ受信機１１、２０を同一場所に置い
て、一定期間に亘り受信した位置データの差分をとるこ
とにより、ＧＰＳ受信機１１、２０がそれぞれ固有に有
する誤差を基に相対誤差を求め、ＧＰＳ受信機１１、２
０の誤差補正値として使用していることである。
立ち２台のＧＰＳ受信機１１、２０を同一場所に置い
て、一定期間に亘り受信した位置データの差分をとるこ
とにより、ＧＰＳ受信機１１、２０がそれぞれ固有に有
する誤差を基に相対誤差を求め、ＧＰＳ受信機１１、２
０の誤差補正値として使用していることである。
【００３２】第６点目は、同一のＧＰＳ衛星から送信さ
れるＧＰＳ信号を主標１と副浮標２において受信するこ
とである。そのため、電波吸収材等を利用して受信可能
角度を制限していることである。
れるＧＰＳ信号を主標１と副浮標２において受信するこ
とである。そのため、電波吸収材等を利用して受信可能
角度を制限していることである。
【００３３】第７点目は、消費電力を減らす目的で、Ｇ
ＰＳ受信機２０で受信した位置データが一定値以上変化
しない場合（つまり、所定の範囲内の変化である場合）
は受信した位置データ送信を行わないなどの工夫をして
いることである。これは副浮標２は、波による上下には
あまり反応せず、１日２回起こる潮汐に伴なう潮流によ
り僅かに（係留している水深程度の半径で）動く程度で
あり、潮汐が変化していない間は殆ど動かないと考えら
れるから、その間に何度も同一の受信した位置データを
送る必要がないためである。
ＰＳ受信機２０で受信した位置データが一定値以上変化
しない場合（つまり、所定の範囲内の変化である場合）
は受信した位置データ送信を行わないなどの工夫をして
いることである。これは副浮標２は、波による上下には
あまり反応せず、１日２回起こる潮汐に伴なう潮流によ
り僅かに（係留している水深程度の半径で）動く程度で
あり、潮汐が変化していない間は殆ど動かないと考えら
れるから、その間に何度も同一の受信した位置データを
送る必要がないためである。
【００３４】以下、具体的に動作を説明する。図２は、
この発明による浮標追尾システムの実施の形態の処理フ
ローを示す図である。
この発明による浮標追尾システムの実施の形態の処理フ
ローを示す図である。
【００３５】まず、主標１のＧＰＳ受信機１１により主
標１の位置データを取得する（ステップＳ１）。副浮標
２のＧＰＳ受信機２０により副浮標２の位置データを取
得する（ステップＳ２）。副浮標２の位置データを簡易
通信装置２１により、主標１に送信する（ステップＳ
３）。主標１の制御装置１３にて、簡易通信装置１２で
受信した副浮標２の位置データとＧＰＳ受信機１１にて
取得した主標１の位置データの差を求め（ステップＳ
４）、方位角・俯仰角を算出し、このデータをもとに追
尾装置１４を副浮標２へ指向させる（ステップＳ５）。
指向完了後、レーザ発射装置１０からレーザ光３を発射
すると副浮標２に当たりブロックされる（ステップＳ
６）。レーザ発射装置１０から発射されたレーザ光３の
大気による散乱で、主標１と副浮標２との間に航路端線
が表示される（ステップＳ７）。
標１の位置データを取得する（ステップＳ１）。副浮標
２のＧＰＳ受信機２０により副浮標２の位置データを取
得する（ステップＳ２）。副浮標２の位置データを簡易
通信装置２１により、主標１に送信する（ステップＳ
３）。主標１の制御装置１３にて、簡易通信装置１２で
受信した副浮標２の位置データとＧＰＳ受信機１１にて
取得した主標１の位置データの差を求め（ステップＳ
４）、方位角・俯仰角を算出し、このデータをもとに追
尾装置１４を副浮標２へ指向させる（ステップＳ５）。
指向完了後、レーザ発射装置１０からレーザ光３を発射
すると副浮標２に当たりブロックされる（ステップＳ
６）。レーザ発射装置１０から発射されたレーザ光３の
大気による散乱で、主標１と副浮標２との間に航路端線
が表示される（ステップＳ７）。
【００３６】ここで、誤差要因と誤差要因の除去につい
て説明する。主標１の真の位置データを（Ｘ１，Ｙ１，
Ｚ１）とし、ＧＰＳ受信機１１による取得位置データを
（Ｘ１＋ｄＸ１，Ｙ１＋ｄＹ１，Ｚ１＋ｄＺ１）とし、
副浮標２のある瞬間の真の位置データを（Ｘ２，Ｙ２，
Ｚ２）とし、ＧＰＳ受信機２０による取得位置データを
（Ｘ２＋ｄＸ２，Ｙ２＋ｄＹ２，Ｚ２＋ｄＺ２）とする
と、各々の取得位置データの差は（Ｘ１＋ｄＸ１−Ｘ２
−ｄＸ２，Ｙ１＋ｄＹ１−Ｙ２−ｄＹ２，Ｚ１＋ｄＺ１
−Ｚ２−ｄＺ２）となる。ここで、ｄＸ１、ｄＸ２、ｄ
Ｙ１、ｄＹ２、ｄＺ１、ｄＺ２は、真の位置データから
の誤差である。
て説明する。主標１の真の位置データを（Ｘ１，Ｙ１，
Ｚ１）とし、ＧＰＳ受信機１１による取得位置データを
（Ｘ１＋ｄＸ１，Ｙ１＋ｄＹ１，Ｚ１＋ｄＺ１）とし、
副浮標２のある瞬間の真の位置データを（Ｘ２，Ｙ２，
Ｚ２）とし、ＧＰＳ受信機２０による取得位置データを
（Ｘ２＋ｄＸ２，Ｙ２＋ｄＹ２，Ｚ２＋ｄＺ２）とする
と、各々の取得位置データの差は（Ｘ１＋ｄＸ１−Ｘ２
−ｄＸ２，Ｙ１＋ｄＹ１−Ｙ２−ｄＹ２，Ｚ１＋ｄＺ１
−Ｚ２−ｄＺ２）となる。ここで、ｄＸ１、ｄＸ２、ｄ
Ｙ１、ｄＹ２、ｄＺ１、ｄＺ２は、真の位置データから
の誤差である。
【００３７】主標１と副浮標２とは、距離的に極めて近
く、大気による影響、位置データを取得する対象となっ
ているＧＰＳ衛星等が同一であるので、誤差要因が同じ
となり、それぞれの誤差を等しいと考えて差し支えな
い。なお、ここでは、前述したＧＰＳ受信機１１、２０
の誤差補正値はすでに考慮してあるものとしている。こ
の誤差補正値が無視できる値であれば、考慮する必要は
ない。
く、大気による影響、位置データを取得する対象となっ
ているＧＰＳ衛星等が同一であるので、誤差要因が同じ
となり、それぞれの誤差を等しいと考えて差し支えな
い。なお、ここでは、前述したＧＰＳ受信機１１、２０
の誤差補正値はすでに考慮してあるものとしている。こ
の誤差補正値が無視できる値であれば、考慮する必要は
ない。
【００３８】即ち、ｄＸ１＝ｄＸ２、ｄＹ１＝ｄＹ２、
ｄＺ１＝ｄＺ２となるので、各々（主標１と副浮標２）
の取得位置データの差は、（Ｘ１−Ｘ２，Ｙ１−Ｙ２，
Ｚ１−Ｚ２）となり、様々な要因による誤差は大きくて
も、真の位置データ同士との差と等しいものになり、取
得した位置データ同士の演算をもとに追尾装置１４を副
浮標２へ指向させても、発射されたレーザ光３を副浮標
２でブロック（遮光）することが出来る。
ｄＺ１＝ｄＺ２となるので、各々（主標１と副浮標２）
の取得位置データの差は、（Ｘ１−Ｘ２，Ｙ１−Ｙ２，
Ｚ１−Ｚ２）となり、様々な要因による誤差は大きくて
も、真の位置データ同士との差と等しいものになり、取
得した位置データ同士の演算をもとに追尾装置１４を副
浮標２へ指向させても、発射されたレーザ光３を副浮標
２でブロック（遮光）することが出来る。
【００３９】次に、副浮標２がレーザ光３をブロックし
なくなれば、（つまり、副浮標２が移動した場合など）
ステップＳ１〜Ｓ７を繰り返す。副浮標２が移動すると
ある瞬間の真の位置データ（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）の値は
変化し、（Ｘ１−Ｘ２，Ｙ１−Ｙ２，Ｚ１−Ｚ２）は当
初と異なるので、この値をもとに追尾装置１４を指向し
直すことにより、レーザ光３を移動後の副浮標２にてブ
ロックすることが可能となる。
なくなれば、（つまり、副浮標２が移動した場合など）
ステップＳ１〜Ｓ７を繰り返す。副浮標２が移動すると
ある瞬間の真の位置データ（Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２）の値は
変化し、（Ｘ１−Ｘ２，Ｙ１−Ｙ２，Ｚ１−Ｚ２）は当
初と異なるので、この値をもとに追尾装置１４を指向し
直すことにより、レーザ光３を移動後の副浮標２にてブ
ロックすることが可能となる。
【００４０】時間の経過と共に真の位置データと取得位
置データの差ｄＸ１，ｄＹ１，ｄＺ１，ｄＸ２，ｄＹ
２，ｄＺ２は変化するが、ｄＸ１＝ｄＸ２，ｄＹ１＝ｄ
Ｙ２，ｄＺ１＝ｄＺ２とみなせるので追尾する上では影
響が無い。
置データの差ｄＸ１，ｄＹ１，ｄＺ１，ｄＸ２，ｄＹ
２，ｄＺ２は変化するが、ｄＸ１＝ｄＸ２，ｄＹ１＝ｄ
Ｙ２，ｄＺ１＝ｄＺ２とみなせるので追尾する上では影
響が無い。
【００４１】
【発明の効果】第１の効果は、各々の絶対位置精度が数
ｍのＧＰＳ受信機の取得位置データを差し引きすること
により、１０ｃｍオーダの追尾精度を実現できることで
ある。
ｍのＧＰＳ受信機の取得位置データを差し引きすること
により、１０ｃｍオーダの追尾精度を実現できることで
ある。
【００４２】第２の効果は、副浮標では、ＧＰＳ受信機
内部で行われるもの（受信機の機能の一部）を除き、不
要な演算処理を行わないことによる消費電力の低減、位
置が変化していない場合は電話による通信も行わないな
どの方策により、極端に電力の不足している副浮標でも
追尾を可能としていることである。
内部で行われるもの（受信機の機能の一部）を除き、不
要な演算処理を行わないことによる消費電力の低減、位
置が変化していない場合は電話による通信も行わないな
どの方策により、極端に電力の不足している副浮標でも
追尾を可能としていることである。
【００４３】第３の効果は、従来の光学的追尾では悪天
候下での追尾が不可能となるという問題があるが、この
発明により全天候運用が可能となることである。
候下での追尾が不可能となるという問題があるが、この
発明により全天候運用が可能となることである。
【図１】この発明による浮標追尾システムの実施の形態
を示す図である。
を示す図である。
【図２】この発明による浮標追尾システムの実施の形態
の処理フローを示す図である。
の処理フローを示す図である。
【図３】従来の代表的な浮標追尾システムの概要を示す
図である。
図である。
【図４】従来の他の代表的な浮標追尾システムの概要を
示す図である。
示す図である。
１ 主標
１０ レーザ発射装置
１１ ＧＰＳ受信機
１２ 簡易通信装置
１３ 制御装置
１４ 追尾装置
２ 副浮標
２０ ＧＰＳ受信機
２１ 簡易通信装置
３ レーザ光
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平10−185564（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−132916（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−62513（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−113603（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−280931（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−203636（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01S 5/00 - 5/14
Claims (7)
- 【請求項１】 それぞれにＧＰＳ受信機を配設した複数
の浮標を所定の距離を隔てて海上あるいは陸上に設置
し、前記複数の浮標の一つから他の前記複数の浮標を追
尾する浮標追尾システムであって、前記ＧＰＳ受信機に
よってそれぞれ取得した前記複数の浮標の位置データ同
士を差し引きした差分を基に前記追尾を制御する手段を
備えることを特徴とする浮標追尾システム。 - 【請求項２】 ＧＰＳ受信機を配設した主標と他のＧＰ
Ｓ受信機を配設した副浮標とを所定の距離を隔てて設置
し、前記主標から前記副浮標を追尾する浮標追尾システ
ムであって、前記ＧＰＳ受信機によって取得した前記主
標の位置データと前記他のＧＰＳ受信機によって取得し
た前記副浮標の位置データとを差し引きした差分を基に
前記副浮標の追尾を制御する手段を前記主標に備えるこ
とを特徴とする浮標追尾システム。 - 【請求項３】 ＧＰＳ受信機を配設した主標と他のＧＰ
Ｓ受信機を配設した副浮標とを所定の距離を隔てて設置
し、前記主標から前記副浮標を追尾する浮標追尾システ
ムであって、前記他のＧＰＳ受信機によって取得した副
浮標の位置データを送信する通信手段を前記副浮標に備
え、前記ＧＰＳ受信機によって取得した主標の位置デー
タと前記通信手段によって送信された前記副浮標の位置
データとを差し引きした差分によって前記副浮標を追尾
する追尾手段と、前記追尾手段に装着されてレーザ光を
発射するレーザ発射手段と、を前記主標に備えることを
特徴とする浮標追尾システム。 - 【請求項４】 陸上または海上に設置された主標と、前
記主標から所定の距離を隔てて海上に設置された副浮標
と、前記主標に配設されて前記副浮標を指向してレーザ
光を発射するレーザ発射手段と、前記主標に配設されて
前記主標の位置データを取得するＧＰＳ受信機と、前記
主標に配設されて前記副浮標から前記副浮標の位置デー
タを受信する第１の通信手段と、前記主標に配設されて
前記主標の位置データと前記副浮標の位置データとを差
し引きした差分を基に前記副浮標を追尾する追尾制御手
段と、前記副浮標に配設されて前記副浮標の位置データ
を取得する他のＧＰＳ受信機と、前記副浮標に配設され
て前記副浮標の位置データを前記主標へ送信する第２の
通信手段と、を備えることを特徴とする浮標追尾システ
ム。 - 【請求項５】 前記副浮標の位置データの変化が一定値
以下の場合は、前記副浮標の位置データを送信しないこ
とを特徴とする請求項３、４記載の浮標追尾システム。 - 【請求項６】 前記レーザ発射手段が、前記レーザ光を
間歇的に発射することを特徴とする請求項３、４記載の
浮標追尾システム。 - 【請求項７】 前記差分が、前記ＧＰＳ受信機によって
取得された、位置を算出するための受信生データを差し
引きして得られることを特徴とする請求項１、２、３、
４記載の浮標追尾システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000313746A JP3498051B2 (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | 浮標追尾システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000313746A JP3498051B2 (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | 浮標追尾システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002122647A JP2002122647A (ja) | 2002-04-26 |
| JP3498051B2 true JP3498051B2 (ja) | 2004-02-16 |
Family
ID=18793114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000313746A Expired - Fee Related JP3498051B2 (ja) | 2000-10-13 | 2000-10-13 | 浮標追尾システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3498051B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108216492B (zh) * | 2017-12-22 | 2022-09-20 | 自然资源部第一海洋研究所 | 一种实现海洋数据区域监测的高精度潜标阵系统 |
| CN111290409B (zh) * | 2020-04-01 | 2023-05-09 | 山东省科学院海洋仪器仪表研究所 | 一种登标作业艇跟随浮标运动的控制系统及其控制方法 |
| CN113992270B (zh) * | 2021-09-28 | 2023-03-10 | 北京极光星通科技有限公司 | 海空天一体化激光通信方法 |
-
2000
- 2000-10-13 JP JP2000313746A patent/JP3498051B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002122647A (ja) | 2002-04-26 |
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|---|---|---|---|
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