JP7214896B2

JP7214896B2 - 水中天測航法ビーコン

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Publication number: JP7214896B2
Application number: JP2021569143A
Authority: JP
Inventors: ウィルビー，アンドリュー
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 2019-05-21
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2023-01-30
Anticipated expiration: 2040-03-19
Also published as: EP3973310A1; CA3141465A1; AU2020300960A1; JP2022533728A; US11549814B2; US20200370892A1; WO2021002897A1

Description

海洋ナビゲーションは、ボート、船、自律型潜水機（Autonomous Underwater Vehicle，ＡＵＣ）などのような海洋の乗り物の位置及び方向の決定にかかわることができる。位置には、緯度及び経度が含まれ得る。地球上の場所の緯度（「度」で表される）は、赤道の北又は南の角距離である。地球上の場所の経度は、本初子午線又はグリニッジ子午線の東又は西の角距離である。従来は、海員が、天体（例えば、太陽）と地平線との間の角度を測定する六分儀を用いて緯度を計算してきた。更に、従来は、海員がやはり六分儀を用いて経度を計算してきた。例えば、六分儀は、月と他の天体（例えば、星又は惑星）との間の月距を測定するために使用することができ、月距は、経度を供給するよう航海暦とともに使用することができる。後年、経度は、マリンクロノメータを用いて測定されていた。マリンクロノメータは、基地の固定位置の時刻（例えば、グリニッジ標準時、又はＧＭＴ）及び現在地の時刻を正確に測定することによって経度を決定するために使用された正確な時計である。例えば、海員は、経度が０度であると見なされるグリニッジ子午線からの彼らの経度を計算するために少なくとも１つのマリンクロノメータをＧＭＴに保持していた。

本開示の特徴及び利点は、本開示の特徴を一例として一緒に示す添付の図面と併せて、続く詳細な説明から明らかになるだろう。

例に従って、その位置を決定するよう動作可能な水中天測航法ビーコンを表す。例に従って、不正な変更の可能性を検出するよう動作可能な水中天測航法ビーコンを表す。例に従って、水中天測航法ビーコンのアレイを表す。例に従って、潜水機と通信する水中天測航法ビーコンを表す。例に従って、位置情報を供給するための命令が具体化された非一時的な機械可読記憶媒体のフローチャートを表す。例に従って、使用され得るコンピュータデバイスの例示を与えるブロック図である。

これより、表されている例示的な実施形態を参照し、本明細書では、同じことを説明するために、特定の言語が使用される。それにもかかわらず、本発明の範囲の限定がそれによって意図されないことが理解されるだろう。

本発明が開示及び記載される前に、本発明は、本明細書で開示されている特定の構造、プロセスステップ、又は材料に限定されず、当業者によって認識されるようなそれらの同等物に拡張されることが理解されるべきである。また、本明細書で用いられている用語は、特定の例を説明する目的のためにのみ使用され、限定することを意図するものではない。異なる図面の同じ参照番号は、同じ要素を表す、フローチャート及びプロセスで与えられている数字は、ステップ及び動作を説明する際の明りょうさのために与えられており、必ずしも特定の順序又は順番を示すものではない。

技術実施形態の最初の概要が以下に与えられ、それから、具体的な技術実施形態が後で更に詳細に説明される。この最初の要約は、読者が技術をより迅速に理解するのを支援することを目的としているが、技術の主要な特徴又は本質的な特徴を特定することを目的としておらず、請求されている対象の範囲を制限することも意図していない。

水中にいる間、自律型潜水機（ＡＵＶ）又は無人潜水機（Unmanned Underwater Vehicle(s)，ＵＵＶ）などの潜水機は、直接的なナビゲーション情報へのアクセスを拒否されることがある。例えば、水中にいる間、潜水機は、全地球測位システム（Global Positioning System，ＧＰＳ）衛星にアクセスすることができないので、潜水機は、ＧＰＳ衛星へのアクセスを得るよう周期的に水面に浮上しない限り、ＧＰＳ信号を用いて継続的に航行することができない。通常、潜水機は慣性的に航行する。潜水機は、加速度計のグループ及びレートジャイロスコープのグループを含む慣性航法システム（Inertial Navigation System，ＩＮＳ）を使用することができる。加速度データ及びジャイロスコープデータは、潜水機の速度を決定するために、更には、出発位置に対する潜水機の位置を保持するために、カルマンフィルタで結合され得る。例として、ＩＮＳを使用することによって、潜水機は、終日のミッションを実行することができ、出発位置から数十メートルで終了することができる。

特定の状況では、周期的に絶対位置を潜水機へ供給することが有利であり得る。絶対位置は、特に、潜水機が長時間水中にいる場合に、潜水機がそのＩＮＳ位置をリセットすることを可能にすることができる。すなわち、ＩＳＮは、絶対位置をそのカルマンフィルタに入力し、絶対位置を用いて、ＩＳＮで計算された位置が絶対位置からずれないようにすることができる。

従来又は既知の解決法の一例では、絶対位置は、ＧＰＳを用いて潜水機へ供給可能であるが、これは、潜水機がＧＰＳ衛星との照準線を確立するよう短時間再浮上することを余儀なくなさせる。潜水機が動作している特定の状況又は環境に応じて、これは実行不可能である可能性がある。例えば、潜水機が秘密活動を行っている場合に、潜水機が水面に戻ることは、検出の可能性が生じるため、不利であり、あるいは、有害でさえあり得る。他の例では、潜水機は、水面下数フィート又は数マイルで動作していることがある。よって、絶対位置を受け取るための再浮上は、長時間（例えば、３～４時間）かかる可能性がある。これは、潜水機及びそのコントローラ／オペレータにとってのタイミング、リソース、及び他の問題を発生させる。

従来又は既知の解決法の他の例では、絶対位置は、水面上で動作しているチェイスボートを用いて潜水機へ供給され得る。チェイスボートは、その位置を決定する能力があるＧＰＳシステムを備えることができる。チェイスボートは、沖合基線追跡（offshore baseline tracking）システムを更に有することができ、これは、チェイスボートに対して音響的に潜水機の位置を追跡することできる。チェイスボートは、音響メッセージを、潜水機の位置とともに潜水機へ周期的に送ることができ、潜水機は、この情報を然るべく使用することができる。

従来又は既知の解決法の更なる他の例では、潜水機は、海底に置かれた航行ビーコンのアレイを使用してその絶対位置を決定することができる。航行ビーコンのアレイは、海底に落とされて、位置を測量する。航行ビーコンのアレイが位置を測量した後、潜水機がアレイ内の航行ビーコンの１つへメッセージを送る問い合わせサイクルが存在し得る。航行ビーコンはその測量位置で応答することができる。次いで、潜水機は、その航行ビーコンに対する自身の航続距離及び方位（又は角度）を計算することができる。受け取られた位置、航続距離及び方位に基づき、潜水機は、次いで、それ自身の位置を計算することができる。しかし、測量プロセスは、航行ビーコンのアレイの周りを移動してそれらの位置を測量する測量ボードを必要とし得るので、効果でありかつ非隠在的である。

一例において、従来の解決法で使用可能な航行ビーコンのアレイは、長基線（Long BaseLine，ＬＢＬ）、超短基線（Ultra-Short BaseLine，ＵＳＢＬ）又は短基線（Short BaseLine，ＳＢＬ）などの音響測位システムであることができる。しかし、ＵＳＢＬアレイは、ＧＰＳなどの水上艦を必要とする。これは常に利用可能であるわけではない。ＬＢＬアレイは、既知の位置を以前に測量された、底部に取り付けられたトランスポンダであることができる。ＬＢＬ解決法の課題は、測量プロセスが長期にわたり、非隠在的であり、かつコストがかかることである。

このような背景により、本技術は、船又は航空機から水域（例えば、海洋、海）に展開（又は落下）することができる航行ビーコン（又はナビゲーション基準若しくはナビゲーションユニット）を示す。航行ビーコンは、静止したまま任意の場所で及び任意の向きで海洋底及び海底に落ち着くことができ、航行ビーコンは、内蔵センサを用いて、水中にいる間、それ自身の位置を自律的に決定することができる。例えば、航行ビーコンは、ＬＢＬのような能力を提供し、それ自身の絶対位置を水中で、しかし、上記の従来の既知の解決法とは対照的に、ＧＰＳ信号を受信するために水面に浮上する必要なしに、チェイスボートと通信せずに、かつ、位置を測量されずに、決定することができる。航行ビーコンがそれ自身の絶対位置を決定した後、航行ビーコンは、ＬＢＬ航行ビーコンとして使用可能であり、絶対位置情報を、ＡＵＶ又は船などの他の水上の乗り物へ供給することができる。乗り物は、それらのＩＮＳを較正し直して、ＩＮＳナビゲーションソリューションでの如何なるドリフトも補償するために、絶対位置情報を使用することができる。

以下で更に説明されるように、航行ビーコンは、慣性計測装置（Inertial Measurement Unit，ＩＭＵ）を用いて、外部センサを参照せずに、それ自身の位置を決定することができる。ＩＭＵは、航行ビーコンの緯度及び経度を求めるよう機能する加速度計のグループ及びジャイロスコープのグループを含むことができ、それによって、その位置を供給する。ＩＭＵは、ある期間にわたって水中で加速度データ及びジャイロスコープデータを測定することができる。これにより、航行ビーコンは、水中にいる間に、太陽、ＧＰＳ衛星などへのアクセスなしで、又はそのようなものがない場合に、その位置を決定することが可能となる、これは、太陽、月、又は他の星などの天体への直接的な視覚的アクセスを必要とする六分儀を用いて緯度及び経度を求める従前又は従来の解決法とは対照的である。

代替の構成では、航行ビーコンは、水上の位置に固定可能である。例えば、航行ビーコンは、建物内又は屋外に静止した状態で置かれ得る。航行ビーコンは、ＧＰＳ又は他の測位ソリューションの支援なしで、測定された加速度データ及びジャイロスコープデータを用いてその位置を決定することができる。

図１は、位置情報１３７を決定し、ＡＵＶ、ＵＵＶ、又はあらゆる他のタイプの潜水機などの潜水機１５０へ位置情報を供給するよう動作可能な水中天測航法ビーコン（underwater celestial navigation beacon）１００の例を表す。水中天測航法ビーコン１００は、海洋底（ocean floor）又は海底（seabed）などの固定位置にあることができる。水中天測航法ビーコン１００は、バッテリ１０５を含むことができる。水中天測航法ビーコン１００は、ビーコンＩＭＵ１１０を含むことができる。水中天測航法ビーコン１００は、水中天測航法ビーコン１００に搭載された月の天文学的モデル１２２をローカルで記憶するデータストア１２０を含むことができる。水中天測航法ビーコン１００は、ビーコンコントローラ１３０を含むことができる。水中天測航法ビーコン１００は、ビーコン音響モデム１４０（又は音響トランスポンダ）を含むことができる。更に、潜水機１５０は、潜水機ＩＮＳ１５５、潜水機コントローラ１６０、及び潜水機音響モデム１６５（又は音響トランスポンダ）を含むことができる。

１つの構成では、ビーコンＩＭＵ１１０は、ある期間にわたってＩＭＵデータ１１２を捕捉又は測定することができる。ビーコンＩＭＵ１１０は、低電力かつ低コストのＩＭＵであることができる。ビーコンＩＭＵ１１０は、動きセンサ（例えば、加速度計）及び回転センサ（例えば、ジャイロスコープ）を含み、時間にわたる測定値として夫々、加速度データ１１４及びジャイロスコープデータ１１６を捕捉又は測定することができる。例えば、ビーコンＩＭＵ１１０は、３つの座標に対応する３つの加速度計を含むことができ、ビーコンＩＭＵ１１０は、３つの座標に対応する３つのジャイロスコープを含むことができる。加速度データ１１４は、３軸加速度データであることができ、ジャイロスコープデータ１１６は、３軸レートジャイロスコープデータであることができる。

１つの構成では、ビーコンコントローラ１３０は、ビーコンコントローラ１３０で夫々実行される緯度決定モジュール１３２、経度決定モジュール１３４、及び位置決定モジュール１３６を用いて、水中天測航法ビーコン１００の位置情報１３７を決定することができる。緯度決定モジュール１３２は、水中天測航法ビーコン１００の緯度を決定することができる、経度決定モジュール１３４は、水中天測航法ビーコン１００の経度を決定することができる。位置決定モジュール１３６は、計算された緯度及び計算された経度に基づき水中天測航法ビーコン１００の位置情報１３７を決定することができる。

一例において、水中天測航法ビーコン１００は一般的に静止しており、動かないから、水中天測航法ビーコン１００の位置情報１３７は、長時間正確であることができる。いくつかの場合には、ビーコンコントローラ１３０は、水中天測航法ビーコン１００の位置が変化している状況を考慮するために、水中天測航法ビーコン１００の位置情報１３７を周期的に較正し直すことができる。

１つの構成では、緯度決定モジュール１３２は、地球の自転を測定するためにジャイロスコープデータ１１６を使用することができる。地面の感覚と下降の感覚と地球の自転の感覚とによって、緯度決定モジュール１３２は、地球のスピン速度によって緯度を求めることができる。ジャイロスコープデータ１１６は、地球のスピン速度を測定し、水中天測航法ビーコン１００の緯度を求めるために使用され得る。一例では、緯度決定モジュール１３２は、３つのジャイロスコープを北－東－下（North-East-Down，ＮＥＤ）軸に回転させることができ、東回転レートを決定して水中天測航法ビーコン１００の緯度を求めることができる。

１つの構成では、経度決定モジュール１３４は、水中天測航法ビーコン１００の経度を決定するために、月の天文学的モデル１２２とともに加速度データ１１４を使用することができる。経度決定モジュール１３４は、測定された加速度データ１１４を用いて、月が地球の周りを周回するときの月の様々なサイクルによる重力又は引力の変化を決定することができる。経度決定モジュール１３４は、月の天文学的モデル１２２（例えば、暦）に関してその重力又は引力の位相（又は位相の変化）を決定することができる。月の位相測定は、水中天測航法ビーコン１００の経度を決定するために使用され得る。一例において、経度決定モジュール１３４は、月が地球の周りを回るときの引力を時間の関数として測定することができるので、加速度データ１１４は、重力サイン波のいくつかのサイクルを得るよう長期間（例えば、数ヶ月）にわたってオンボードクロックを用いて集められ得る。複数のサイクル（すなわち、複数ヶ月）にわたって加速度データ１１４を集めることによって、経度決定モジュール１３４は、月の複数の位相測定を時間の関数として決定することができ、これにより、より高い精度がもたらされ得る。経度決定モジュール１３４は、水中天測航法ビーコン１００の経度を求めるために、月の天文学的モデル１２２とともに月の複数の位相測定を比較又は使用することができる。時間の関数としての月の作用は、経度の観測可能な反映であることができる。

一例において、月の位相は、月及び太陽の引力を測定することによって決定され得る。なお、月は、太陽と比較して、地球に対してより大きい引力を有することができる。過去の解決法とは異なり、経度決定モジュール１３４は、経度を決定するために月、太陽、又は他の天体への視覚的アクセスを必要とせず、むしろ、経度を求めるために複数のサイクルにわたって捕捉された加速度データ１１４を用いて、月及び太陽の重力の作用を測定する。

一例において、経度決定モジュール１３４は、月の引力によって引き起こされた見かけの加速度の振動を観察するために加速度データ１１４を使用することができる。一緒に月の既知の天文学的モデル１２２を用いて、経度が求められ得る。一例において、経度決定モジュール１３４は、加速度データ１１４に基づき一定期間にわたるＮＥＤ加速度の大きさを決定することができる。これは、重力の変動であることができる。すなわち、一定期間にわたって集められた加速度データ１１４は、月の影響によって引き起こされた局所重力の変動を示すことができる。この情報は、月の位相を決定するために使用され得る。月の位相（又は満ち欠け）は、水中天測航法ビーコン１００の経度を決定するために月の天文学的モデル１２２とともに使用され得る。

１つの構成では、位置決定モジュール１３６は、緯度決定モジュール１３２及び経度決定モジュール１３４から夫々、緯度情報及び経度情報を受け取ることができる。位置決定モジュール１３６は、受け取られた緯度情報及び受け取られた経度情報に基づき位置情報１３７を決定することができる。位置情報１３７は、ビーコンコントローラ１３０のメモリに記憶され得る。従って、（ジャイロスコープデータ１１６を用いて決定された）回転速度及び（加速度データ１１４を用いて決定された）重力位相に基づき、水中天測航法ビーコン１００の正確な位置決め（夫々、緯度及び経度）が実行可能である。位置情報１３７の精度は、ビーコンＩＭＵ１１０の精度（すなわち、加速度計及びジャイロスコープの精度）、オンボードクロック、及び観測時間（例えば、データが集められるサイクル又は月の数）に依存し得る。観測時間が増えると、その結果、時間の関数としての月のより正確な位相測定が得られ、それによって、より正確な位置情報１３７が得られる。

１つの構成では、ビーコンコントローラ１３０は、水中天測航法ビーコン１００の位置情報１３７を決定することができ、位置情報１３７が決定された後、水中天測航法ビーコン１００は、スリープモード又は低電力モードに入ることができる。この時点で、ビーコンＩＭＵ１１０は、少なくとも位置情報１３７を決定するためには、更なる加速度データ１１４及び更なるジャイロスコープデータ１１６を捕捉しなくてもよい。いくつかの場合に、位置情報１３７は、後の時点で調整され得る。この場合に、ビーコンＩＭＵ１１０は、更なる加速度データ１１４及び更なるジャイロスコープデータ１１６を捕捉することができる。

１つの構成では、位置情報１３７が決定された後（例えば、水中に落とされた数ヶ月後）、水中天測航法ビーコン１００は、オンライン化して、その位置情報１３７を、潜水機１５０などの他の乗り物へ通信するために利用可能になり得る。水中天測航法ビーコン１００は、位置情報１３７が決定された後にスリープモード又は低電力モードに入ってもよいが、水中天測航法ビーコン１００は、その位置情報１３７を、潜水機１５０などの他の乗り物へ供給するために（例えば、起動したときに）利用可能であることができる。

例えば、潜水機１５０の潜水機音響モデム１６５は、アウェイクメッセージ（又はＵＳＢＬパルス）を送ることができる。アウェイクメッセージは、スプーフィング（spoofing）又はジャミング（jamming）などの敵対的効用を防ぐためにコード化され得る。ビーコン音響モデム１４０が潜水機１５０から特定距離（例えば、数百メートルからキロメートル）内にあるとき、ビーコン音響モデム１４０は、潜水機音響モデム１６５によって送信されたアウェイクメッセージを検出することができる。アウェイクメッセージの受信は、天測航法ビーコン１００をスリープモード又は低電力モードから目覚めさせることができる（すなわち、天測航法ビーコン１００は、アウェイクモード又は通常電力モードに入ることができる）。すなわち、天測航法ビーコン１００は、ソナーを発射されるまでスリープに入ることができる。アウェイクメッセージの受信は、天測航法ビーコン１００を通常電力又はアウェイクモードに入らせ、ビーコン音響モデム１４０を介して潜水機１５０へ位置情報を送らせることができる。このようにして、潜水機１５０は、アウェイクメッセージを送信することができ、これに応答して、水中天測航法ビーコン１００は、位置情報１３７を潜水機１５０へ送信することができる。潜水機１５０へ送信された位置情報１３７は、水中天測航法ビーコン１００の位置のそれであり、潜水機１５０が水中天測航法ビーコン１００から数百メートル離れることができるので、潜水機１５０の位置を直接には示さないことに留意されたい。

一例において、潜水機音響モデム１６５は、位置情報１３７を受け取ることができ、位置情報１３７は、潜水機コントローラ１６０へ供給され得る。潜水機コントローラ１６０は、位置決定モジュール１６２を実行することができる。位置決定モジュール１６２は、位置情報１３７を識別することができ、これは、水中天測航法ビーコン１００の位置に対応する。位置決定モジュール１６２はまた、潜水機１５０と水中天測航法ビーコン１００との間の航続距離（range）（単位はメートル）及び方位（bearing）（又は角度、単位は度）も決定することができる。位置決定モジュール１６２は、潜水機音響モデム１６５とビーコン音響モデム１４０との間の問い合わせプロセス（interrogation process）に基づき航続距離及び方位を決定することができる。例えば、潜水機音響モデム１６５とビーコン音響モデム１４０との間の音響メッセージングに基づき、航続距離及び方位は決定され得る（例えば、水中天測航法ビーコン１００は、潜水機１５０に対して１５０メートルの距離で２５度の方位にあると決定され得る）。航続距離、方位、及び位置情報１３７に基づき、位置決定モジュール１６２は、潜水機自体の位置を決定することができる。

一例において、潜水機１５０は、ＵＳＢＬ追跡ヘッドを含むことができ、これは、ビーコン音響モデム１４０から受け取られた応答（すなわち、位置情報１３７）に基づき水中天測航法ビーコン１００に対する航続距離及び方位を求めることができる。

一例において、潜水機１５０及び水中天測航法ビーコン１００は、追跡能力を提供するために標準のコード化ＵＳＢＬ追跡アプローチを使用することができる。これにより、潜水機１５０及び水中天測航法ビーコン１００は音響メッセージングを交換することが可能になる。

一例において、潜水機コントローラ１６０は、ＩＮＳドリフト調整モジュール１６４を実行することができる。これは、潜水機１５０の計算された位置を用いて潜水機ＩＮＳ１５５を調整又は再構成することができる。従って、潜水機ＩＮＳ１５５が潜水機１５０の誤った位置を以前に計算していた場合に、ＩＮＳドリフト調整モジュール１６４は、潜水機１５０の計算された位置を使用して、ドリフト構成を適用し、潜水機ＩＮＳ１５５を補正することができる。

１つの構成では、水中天測航法ビーコン１００は、バッテリ１０５を含むことができる。バッテリ１０５は、ビーコンＩＭＵ１１０、ビーコンコントローラ１３０、ビーコン音響モデム１４０、などへエネルギを供給することができる。非限定的な例として、バッテリ１０５は、水中天測航法ビーコン１００が５から１０年間動作可能であるために十分なエネルギを供給可能である。

１つの構成では、水中天測航法ビーコン１００は、潜水機１５０によって申し込まれ得る航行サービスを提供することができる。すなわち、潜水機１５０は、潜水機１５０が適切な許可を得ている場合に、水中天測航法ビーコン１００アクセスし通信することを認められ得る。他方で、所与の乗り物が水中天測航法ビーコン１００にアクセスするための申し込み又は許可を有していない場合には、その乗り物がアウェイクメッセージを送信したとしても、水中天測航法ビーコン１００は位置情報１３７で応答しない。

一例において、潜水機ＩＮＳ１５５は、既知のドリフトレートで動作することがある。例えば、潜水機１５０は、時間とともに一定量だけドリフトする可能性がある（例えば、１日に１０メートル）。更に、ビーコン音響モデム１４０及び潜水機音響モデム１６５の範囲は既知であることができる（例えば、５００メートル）。この例では、複数の水中天測航法ビーコンが、潜水機ＩＮＳ１５５のドリフトレートが補償可能であるほど十分に高い密度で、所与のトレイルに沿ってブレッドクラムトレイル（bread crumb trail）として配置され得る。すなわち、密度は、潜水機１５０が、ブレッドクラムトレイルに沿って配置された水中天測航法ビーコンのうちの１つまで依然として範囲（例えば、５００ｍ）内にあるほど十分に高い。結果として、潜水機１５０は、位置情報を受け取って、自身を補正することができる。

代替の構成では、天測航法ビーコンは固定であることができるが、水上に位置することができる。例えば、天測航法ビーコンは、地上、建物内、などに位置することができる。天測航法ビーコンは、上述されたように、その絶対位置を決定することができる。天測航法ビーコンは、ＧＰＳ信号がない場合に、あるいは、ＧＰＳ信号を使用することが（例えば、スプーフィングにより）好ましくないエリアで、その絶対位置を決定するために使用され得る。

図２は、不正な変更の可能性を検出するよう動作可能な水中天測航法ビーコン２００の例を表す。水中天測航法ビーコン２００は、更なる加速度データ及び／又は更なるジャイロスコープデータを含むことができる追加ＩＭＵデータ２１２を検出するよう動作可能なビーコンＩＭＵ２１０を含むことができる。ビーコンＩＭＵ２１０は、位置情報が水中天測航法ビーコン２００について決定された後に追加ＩＭＵデータ２１２を検出することができ、追加ＩＭＵデータ２１２は、不正な変更の可能性が水中天測航法ビーコン２００で起こっているかどうかを決定するために使用され得る。すなわち、追加ＩＭＵデータ２１２は、位置情報を決定するためにではなく、むしろ、不正な変更の可能性が水中天測航法ビーコン２００で起こっているかどうかを決定するために使用され得る。追加ＩＭＵデータ２１２は、水中天測航法ビーコン２００が一定量だけ移動したかどうかを示すことができる。水中天測航法ビーコン２００は一般的に静止しているので、水中天測航法ビーコン２００の比較的に大きい移動は、不正な変更の可能性を示し得る。少なくとも、それは、水中天測航法ビーコン２００が何らかの理由で動いたことを示すことができる。

一例で、水中天測航法ビーコン２００は、位置情報を決定することができ、その後に、ビーコンＩＭＵ２１０をオフし、そして、追加ＩＭＵデータ２１２を集めない。しかし、この場合に、水中天測航法ビーコン２００が（例えば、不正な変更（tampering）により）物理的に動かされた場合に、水中天測航法ビーコン２００はこの移動に気付かない。結果として、水中天測航法ビーコン２００が潜水機からアウェイクメッセージを受け取り、水中天測航法ビーコン２００が位置情報で応答する場合に、位置情報は元の位置を反映しており、水中天測航法ビーコン２００のその後の移動を考慮していない。すなわち、水中天測航法ビーコン２００は、水中天測航法ビーコン２００が動かされたことを知らないので、誤った位置情報を供給する可能性がある。そのため、ビーコンＩＭＵ２１０は、追加ＩＭＵデータ２１２を集めることができ（例えば、追加ＩＭＵ２１０は、スリープモードから周期的に起動し、追加ＩＭＵデータ２１２を集めることができる）、追加ＩＭＵデータ２１２は、不正な変更の可能性が水中天測航法ビーコン２００で起こっているかどうかを決定するために使用され得る。

一例において、水中天測航法ビーコン２００は、不正変更モジュール２２０を含むことができる。不正変更モジュール２２０は、追加ＩＭＵデータ２１２を受け取ることができる。追加ＩＭＵデータ２１２に基づき、不正変更モジュール２２０は、不正な変更の可能性が水中天測航法ビーコン２００で起こっているかどうかを決定することができる。例えば、追加ＩＭＵデータ２１２が加速度又は向きの比較的に大きい変化を示す場合に、不正変更モジュール２２０は、不正な変更の可能性が水中天測航法ビーコン２００で起こっているかどうかを決定することができる。一例において、水中天測航法ビーコン２００は、水中天測航法ビーコン２００の移動（例えば、不正な変更の可能性）が検出されるときに通知を供給する通知モジュール２３０を含むことができる。更に、水中天測航法ビーコン２００は、不正な変更の可能性などの移動が水中天測航法ビーコン２００について検出されるときに水中天測航法ビーコン２００をシャットダウンするシャットダウンモジュール２４０を含むことができる。

図３は、第１水中天測航法ビーコン３３０、第２水中天測航法ビーコン３３２、及び第３水中天測航法ビーコン３３４を含むことができる、経路に沿って配置されているものなどの、水中天測航法ビーコンのアレイの例を表す。当然、当業者であれば、追加のビーコンが水中天測航法ビーコンのアレイに含まれてもよく、本明細書で識別されて図面に示されているものは決して限定することを目的とするものではない、と認識するだろう。潜水機３２０（例えば、ＡＵＶ）又は船３１０は、第１、第２、又は第３水中天測航法ビーコン３３０、３３２、３３４のうちのいずれか１つへ音響メッセージを送信し、位置情報を受信することができる。一例において、潜水機３２０は、慣性的に航行しなくてもよく、むしろ、第１、第２、又は第３水中天測航法ビーコン３３０、３３２、３３４を用いて航行することができる。例えば、潜水機３２０は、ＩＮＳを用いずに航行するために所与の時点で３つの水中天測航法ビーコンへのアクセスを有することができる。水中天測航法ビーコンのアレイは、潜水機３２０の航行精度を高める働きをすることができる。音響信号の範囲、潜水機３２０でのＩＳＮの精度、及びＩＮＳドリフトの量に応じて、水中天測航法ビーコンのアレイの適切な密度（すなわち、水中天測航法ビーコンがどれくらい近くに一緒にあるか）は決定され得る。

図４は、潜水機４４０と通信する１つ以上の水中天測航法ビーコン４００の例を表す。水中天測航法ビーコン４００は、水中天測航法ビーコンのアレイに含まれ得る。例えば、水中天測航法ビーコンのアレイは、経路に沿って異なる位置に置かれ得る。水中天測航法ビーコン４００は、海洋底で静止することができる。水中天測航法ビーコン４００は、位置情報を潜水機４５０へ供給するよう構成され得る。例えば、水中天測航法ビーコン４００は、ＧＰＳ信号がないか又は検出不可能である水中で位置情報を供給することができる。

一例において、水中天測航法ビーコン４００は、月の天文学的モデルを記憶するよう構成されたデータストア４１０を含むことができる。水中天測航法ビーコン４００は、３軸加速度データ及び３軸レートジャイロスコープデータを含むＩＭＵデータを捕捉するよう動作可能な慣性計測装置（ＩＭＵ）４２０を含むことができる。

水中天測航法ビーコン４００は、コントローラ４３０を含むことができる。コントローラ４３０は、プロセッサ及びメモリを含むマイクロプロセッサであることができる。コントローラ４３０は、３軸レートジャイロスコープデータを用いて水中天測航法ビーコン４００の緯度を決定することができる。コントローラ４３０は、３軸加速度データ及び月の天文学的モデルを用いて、月の引力に基づき水中天測航法ビーコン４００の経度を決定することができる。コントローラ４３０は、緯度及び経度に基づき水中天測航法ビーコン４００の位置情報を決定することができる。

一例において、コントローラ４３０は、３軸加速度データに基づき、時間の関数として、地球の周りの月の引力を決定することができ、ここで、３軸加速度データによって示される加速度の振動は、月の引力によって引き起こされる。コントローラ４３０は、月の引力に基づき、時間の関数として、月の位相を決定することができる。コントローラ４３０は、月の天文学的モデルとともに月の位相を用いて、水中天測航法ビーコン４００の経度を求めることができ、ここで、月の天文学的モデルは、ある期間にわたる月の既知の位置を示す。更に、コントローラ４３０は、水中天測航法ビーコン４００の緯度を求めるために、３軸レートジャイロスコープデータを用いて地球の自転を決定することができる。

一例において、コントローラ４３０は、水中天測航法ビーコン４００の経度を求めるよう、月の２以上のサイクルにわたる月の複数の位相測定を決定することができる。更に、水中天測航法ビーコン４００は、位置情報を決定した後に低電力モードに入ることができる。

一例において、水中天測航法ビーコン４００は、音響トランスポンダ４４０を含むことができる。音響トランスポンダ４４０は、潜水機４５０から（潜水機４５０の音響トランスポンダを介して）アウェイクメッセージを受け取ることができる。音響トランスポンダ４４０は、アウェイクメッセージの受信に応答して、位置情報を潜水機４５０へ送ることができる。位置情報は、潜水機４５０が、水中天測航法ビーコン４００に関連した位置情報に基づきその位置を決定し、潜水機４５０での慣性航法システム（ＩＮＳ）ドリフトを調整することを可能にすることができる。

一例において、コントローラ４３０は、水中天測航法ビーコン４００の位置情報が決定された後に、ＩＭＵ４２０から、追加ＩＭＵデータを受け取ることができる。コントローラ４３０は、追加ＩＭＵデータに基づき、水中天測航法ビーコン４００が不正に変更されている可能性があることを決定することができる。コントローラ４３０は、水中天測航法ビーコン４００の不正な変更の可能性を示す通知を送信することができる。

一例において、潜水機４５０は、潜水機４５０の位置を求めるために、経路に沿って移動しているときに、水中天測航法ビーコン４００のアレイと通信することができる。潜水機４５０は、経路に沿って移動しているときに、異なる時点で、アレイ内の水中天測航法ビーコン４００から位置情報を受け取ることができる。潜水機４５０は、受け取られた位置情報に基づき、経路に沿って移動しているときにその位置を決定し、潜水機４５０でのＩＮＳドリフトを調整することができる。

図５は、位置情報を供給するための命令を具体化している非一時的な機械可読記憶媒体のフローチャートを表す。命令は、実行されるときに、ブロック５１０に示されるように、水中天測航法ビーコンを用いて捕捉された慣性計測ユニット（ＩＭＵ）データを受け取る動作を実行し、ＩＭＵデータは、３軸加速度データ及び３軸レートジャイロスコープデータを含む。命令は、実行されるときに、ブロック５２０に示されるように、３軸レートジャイロスコープデータを用いて、水中天測航法ビーコンの緯度を決定する動作を実行する。命令は、実行されるときに、ブロック５３０に示されるように、３軸加速度データ及び月の天文学的モデルを用いて、月の引力に基づき水中天測航法ビーコンの経度を決定する動作を実行する。命令は、実行されるときに、ブロック５４０に示されるように、緯度及び経度に基づき水中天測航法ビーコンの位置情報を決定する動作を実行する。命令は、実行されるときに、ブロック５５０に示されるように、潜水機がそれ自身の位置を決定することを可能にするよう位置情報を潜水機へ供給する動作を実行する。

図６は、本技術のモジュールが実行し得る又は実行され得るコンピュータデバイス６１０を表す。技術の高水準の例が実行され得るコンピュータデバイス６１０が表されている。コンピュータデバイス６１０は、メモリデバイス６２０と通信する１つ以上のプロセッサ６１２を含んでもよい。コンピュータデバイス６１０は、コンピュータデバイス６１０内のコンポーネントのためのローカル通信インターフェース６１８を含んでもよい。例えば、ローカル通信インターフェース６１８は、望まれ得るようなローカルデータバス及び／又は任意の関連するアドレス若しくは制御バスであってよい。

メモリデバイス６２０は、プロセッサ６１２によって実行可能であるモジュール６２４及びモジュール６２４のためのデータを含んでもよい。モジュール６２４は、上記の機能を実行してもよい。データストア６２２も、モジュール６２４及び他のアプリケーションに関連したデータを、プロセッサ６１２によって実行可能であるオペレーティングシステムとともに記憶するために、メモリデバイス６２０に位置してもよい。

他のアプリケーションもメモリデバイス６２０に記憶されてもよく、プロセッサ６１２によって実行可能であってよい。本明細書で説明されているコンポーネント又はモジュールは、方法の複合を用いてコンパイル、解釈、又は実行される高水準のプログラミング言語を使用したソフトウェアの形で実装されてもよい。

コンピュータデバイス６１０はまた、コンピュータデバイスによって使用可能であるＩ／Ｏ（Input/Output）デバイス６１４へのアクセスを有してもよい。Ｉ／Ｏデバイスの例は、コンピュータデバイスからの出力を表示するために利用可能である表示スクリーンである。他の既知のＩ／Ｏデバイスは、望まれるようにコンピュータデバイスとともに使用されてよい。ネットワーキングデバイス６１６及び同様の通信デバイスがコンピュータデバイス６１０に含まれてもよい。ネットワーキングデバイス６１６は、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮ、又は他のコンピュータネットワークへ接続する有線又は無線のネットワーキングデバイスであってよい。

メモリデバイス６２０に記憶されるものとして示されているコンポーネント又はモジュールは、プロセッサ６１２によって実行され得る。「実行可能」との用語は、プロセッサ６１２によって実行され得る形をとるプログラムファイルを意味し得る。例えば、より高水準の言語でのプログラムは、メモリデバイス６２０のランダムアクセス部分にロードされ、プロセッサ６１２によって実行され得るフォーマットでマシンコードにコンパイルされてもよく、あるいは、ソースコードが、他の実行可能なプログラムによってロードされ、プロセッサ６１２によって実行されるべきメモリのランダムアクセス部分内の命令を生成するよう解釈されてもよい。実行可能なプログラムは、メモリデバイス６２０の任意の部分又はコンポーネントに記憶されてよい。例えば、メモリデバイス６２０は、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、リード・オンリー・メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、ソリッド・ステート・ドライブ、メモリカード、ハードドライブ、光ディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、磁気ディスク、又はあらゆる他のメモリコンポーネントであってもよい。

プロセッサ６１２は、複数のプロセッサを表してもよく、メモリ６２０は、プロセッシング回路と並行して動作する複数のメモリユニットを表してもよい。これは、システムにおいてプロセス及びデータのための並列処理チャネルをもたらしえる。ローカルインターフェース６１８は、複数のプロセッサ及び複数のメモリのうちのいずれかの間の通信を助けるためのネットワークとして使用され得る。ローカルインターフェース６１８は、負荷平衡化、バルクデータ転送、及び同様のシステムなどの通信を協調させるよう設計された追加のシステムを使用してもよい。

本技術について提示されているフローチャートは、特定の実行順序を暗示することがあるが、実行の順序は、表されているものとは異なってもよい。例えば、２つ以上のブロックの順序は、示されている順序に対して並べ直されてもよい。更に、連続して示されている２つ以上のブロックは、並行して又は部分並列で実行されてもよい。いくつかの構成では、フローチャートに示されている１つ以上のブロックは省略されてもスキップされてもよい。任意の数のカウンタ、状態変数、警告セマフォ（semaphores）、またはメッセージが、より一層のユーティリティ、アカウンティング、パフォーマンス、測定、トラブルシューティング、又は同様の理由のために論理フローに加えられてもよい。

本明細書で記載されている機能ユニットのいくつかは、それらの実施の独立性をより具体的に協調するために、モジュールとしてラベル付けされている。例えば、モジュールは、カスタムＶＬＳＩ回路又はゲートアレイを含むハードウェア回路、ロジックチップやトランジスタなどの既製の半導体、又は他のディスクリート部品として実装されてもよい。モジュールはまた、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ、プログラマブル・アレイ・ロジック、プログラマブル・ロジック・デバイス、などのようなプログラム可能なハードウェアデバイスで実装されてもよい。

モジュールはまた、様々なタイプのプロセッサによって実行されるソフトウェアで実装されてもよい。実行可能なコードの識別されたモジュールは、例えば、コンピュータ命令の１つ以上のブロックを有してもよく、これは、オブジェクト、プロシージャ、又は関数として体系化されてもよい。それにもかかわらず、識別されたモジュールの実行可能ファイルは、物理的に一緒に置かれる必要はなく、モジュールを構成する、異なる位置に記憶された異種の命令を有して、論理的に結合される場合にそのモジュールの指定された目的を達成し得る。

実際に、実行可能なコードのモジュールは、単一の命令、又は多数の命令であってよく、いくつかの異なるコードセグメントにわたって、異なるプログラムの間で、及びいくつかのメモリデバイスにわたって分布さえしてもよい。同様に、運用データは、モジュール内で本明細書では識別され表され得るが、如何なる適切な形で具体化されて、如何なる適切なタイプのデータ構造内で体系化されてもよい。運用データは、単一データセットとして集められてもよく、あるいは、異なる記憶デバイスを含む異なる場所にわたって分散されてもよい。モジュールは、所望の機能を実行するよう動作可能なエージェントを含め、受動的又は能動的であってよい。

ここで記載されている技術はまた、コンピュータにより読み出し可能な命令、データ構造、プログラムモジュール、又は他のデータなどの情報の記憶のための如何なる技術でも実装された揮発性及び不揮発性の、リムーバブル及び非リムーバブル媒体を含むコンピュータ可読記憶媒体にも記憶され得る。コンピュータ可読記憶媒体には、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル・バーサタイル・ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光学ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージ若しくは他の磁気記憶デバイス、又は所望の情報及び記載されている技術を記憶するために使用され得る任意の他のコンピュータ記憶媒体が含まれるが、これらに限られない。

本明細書で記載されるデバイスはまた、デバイスが他のデバイスと通信することを可能にする通信接続又はネットワーキング装置又はネットワーキング接続を含んでもよい。通信接続は、通信媒体の例である。通信媒体は、通常は、コンピュータにより読み出し可能な命令、データ構造、プログラムモジュール及び他のデータを、搬送波などの変調データ信号又は他の輸送メカニズムで具体化し、如何なる情報配信媒体も含む。「変調データ信号」は、その特性のうちの１つの情報が、信号に情報をエンコードするようにセット又は変更されている信号を意味する。例として、限定としてではなく、通信媒体には、有線ネットワーク又は直接配線接続などの有線媒体と、音響、無線周波数、赤外線、及び他の無線媒体などの無線媒体とが含まれる。本明細書で使用されている「コンピュータ可読媒体」との用語は、通信媒体を含む。

図面に示されている例を参照し、本明細書では同じことを説明するために特定の言語を使用した。それにもかかわらず、技術の範囲の限定はそれによって意図されていないことが理解されるであろう。本明細書に示される特徴の変更及び更なる修正、並びに本明細書に示されるような実施例の追加の適用は、関連技術に熟練しかつ本開示を所有する者に想起され、説明の範囲内で考慮されるべきである。

更に、記載された特徴、構造、又は特性は、１つ以上の例において任意の適切な方法で組み合わせることができる。前述の説明では、説明されている技術の例を完全に理解するためのさまざまな構成の例など、多くの具体的な詳細が与えられた。しかしながら、当業者であれば、技術が具体的な詳細のうちの１つ以上を用いずとも、あるいは、他の方法、コンポーネント、又はデバイスなどを用いて、実施されてもよいと認識するだろう。他の例では、周知の構造又は操作は、技術の対象を不明りょうにしないために、詳細に図示及び記載されていない。

対象は、構造的特徴及び／又は操作に固有の言語で説明されてきたが、添付の特許請求の範囲で定義される対象は、必ずしも上記の特定の特徴及び操作に限定されないことを理解されたい。むしろ、上記の特定の特徴及び行為は、特許請求の範囲を実施するための例示的な形態として開示されている。記載されている技術の精神及び範囲から逸脱することなく、多くの修正及び代替の配置を考案することができる。

Claims

位置情報を供給するよう構成される水中天測航法ビーコンであって、
月の天文学的モデルを記憶するよう構成されるデータストアと、
３軸加速度データ及び３軸レートジャイロスコープデータを含む慣性計測装置（ＩＭＵ）データを捕捉するよう動作可能な慣性計測装置（ＩＭＵ）と、
コントローラと
を有し、
前記コントローラは、
前記３軸レートジャイロスコープデータを用いて当該水中天測航法ビーコンの緯度を決定し、
前記３軸加速度データ及び前記月の天文学的モデルを用いて、月の引力に基づき当該水中天測航法ビーコンの経度を決定し、
前記緯度及び前記経度に基づき当該水中天測航法ビーコンの前記位置情報を決定する
よう構成される、
水中天測航法ビーコン。
前記コントローラは、
前記３軸加速度データに基づき、時間の関数として、地球の周りの前記月の引力を決定し、前記３軸加速度データによって示される加速度の振動は前記月の引力によって引き起こされ、
前記月の引力に基づき、時間の関数として、月の位相を決定し、
前記月の天文学的モデルとともに前記月の位相を用いて、当該水中天測航法ビーコンの前記経度を求め、前記月の天文学的モデルは、ある期間にわたる月の既知の位置を示す
よう更に構成される、
請求項１に記載の水中天測航法ビーコン。
前記コントローラは、当該水中天測航法ビーコンの前記経度を求めるために月の２以上の周期にわたる月の複数の位相測定を決定するよう更に構成される、
請求項１又は２に記載の水中天測航法ビーコン。
当該水中天測航法ビーコンは、前記位置情報を決定した後に低電力モードに入るよう構成される、
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載の水中天測航法ビーコン。
音響トランスポンダを更に有し、該音響トランスポンダは、
潜水機からアウェイクメッセージを受信し、
前記アウェイクメッセージの受信に応答して前記潜水機へ前記位置情報を送る
よう構成され、
前記位置情報は、前記潜水機が、当該水中天測航法ビーコンに関連した前記位置情報に基づきその位置を決定し、前記潜水機での慣性航法システム（ＩＮＳ）ドリフトを調整することを可能にする、
請求項１乃至４のうちいずれか一項に記載の水中天測航法ビーコン。
前記コントローラは、当該水中天測航法ビーコンの前記緯度を求めるために前記３軸レートジャイロスコープデータを用いて地球の自転を決定するよう更に構成される、
請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載の水中天測航法ビーコン。
当該水中天測航法ビーコンは、海底に静止している、
請求項１乃至６のうちいずれか一項に記載の水中天測航法ビーコン。
当該水中天測航法ビーコンは、位置情報を潜水機へ供給する水中ビーコンのアレイに含まれる、
請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の水中天測航法ビーコン。
前記コントローラは、全地球測位システム（ＧＰＳ）信号がない水中で前記位置情報を供給するよう更に構成される、
請求項１乃至８のうちいずれか一項に記載の水中天測航法ビーコン。
前記コントローラは、
前記ＩＭＵから、当該水中天測航法ビーコンの前記位置情報が決定された後で追加のＩＭＵデータを受け取り、
前記追加のＩＭＵデータに基づき、当該水中天測航法ビーコンが不正に変更されている可能性があることを決定し、
当該水中天測航法ビーコンの不正な変更の可能性を示す通知を送る
よう更に構成される、
請求項１乃至９のうちいずれか一項に記載の水中天測航法ビーコン。
潜水機をナビゲーションするシステムであり、
音響トランスポンダを含む潜水機と、
水中天測航法ビーコンと
を有し、
前記水中天測航法ビーコンは、
月の天文学的モデルを記憶するよう構成されるデータストアと、
３軸加速度データ及び３軸レートジャイロスコープデータを含む慣性計測装置（ＩＭＵ）データを捕捉するよう動作可能な慣性計測装置（ＩＭＵ）と、
前記３軸レートジャイロスコープデータを用いて前記水中天測航法ビーコンの緯度を決定し、前記３軸加速度データ及び前記月の天文学的モデルを用いて、月の引力に基づき前記水中天測航法ビーコンの経度を決定し、前記緯度及び前記経度に基づき前記水中天測航法ビーコンの位置情報を決定するよう構成されるコントローラと、
前記位置情報を前記潜水機へ送るよう構成される音響トランスポンダと
を有する、
システム。
前記潜水機の音響トランスポンダは、前記水中天測航法ビーコンを起動させるアウェイクメッセージを送信するよう構成され、
前記水中天測航法ビーコンの音響トランスポンダは、前記潜水機から前記アウェイクメッセージを受信し、該アウェイクメッセージの受信に応答して前記位置情報を前記潜水機へ送るよう構成される、
請求項１１に記載のシステム。
前記潜水機は、
前記水中天測航法ビーコンから受け取られた前記位置情報に基づきその位置を決定し、
前記潜水機での慣性航法システム（ＩＮＳ）ドリフトを調整する
よう構成される、
請求項１１又は１２に記載のシステム。
経路に沿った複数の前記水中天測航法ビーコンのアレイを更に有し、
前記潜水機は、前記潜水機の位置を求めるために、前記経路に沿って移動しているときに、前記水中天測航法ビーコンのアレイと通信するよう構成される、
請求項１１乃至１３のうちいずれか一項に記載のシステム。
経路に沿った潜水機の水中位置決定を助けるシステムであって、
経路に沿った異なる位置に置かれている水中天測航法ビーコンのアレイと、
潜水機と
を有し、
前記アレイは、水中天測航法ビーコンを含み、該水中天測航法ビーコンは、
３軸レートジャイロスコープデータを用いて当該水中天測航法ビーコンの緯度を決定し、
３軸加速度データ及び月の天文学的モデルを用いて、月の引力に基づき当該水中天測航法ビーコンの経度を決定し、
前記緯度及び前記経度に基づき当該水中天測航法ビーコンの位置情報を決定する
よう構成され、
前記潜水機は、前記経路に沿って移動しているときに、異なる時点で、前記アレイ内の前記水中天測航法ビーコンから位置情報を受け取るよう構成される、
システム。
前記水中天測航法ビーコンは、
前記３軸加速度データに基づき、時間の関数として、地球の周りの前記月の引力を決定し、前記３軸加速度データによって示される加速度の振動は前記月の引力によって引き起こされ、
前記月の引力に基づき、時間の関数として、月の位相を決定し、
前記月の天文学的モデルとともに前記月の位相を用いて、当該水中天測航法ビーコンの前記経度を求め、前記月の天文学的モデルは、ある期間にわたる月の既知の位置を示す
よう更に構成される、
請求項１５に記載のシステム。
前記水中天測航法ビーコンは、当該水中天測航法ビーコンの前記緯度を求めるために前記３軸レートジャイロスコープデータを用いて地球の自転を決定するよう更に構成される、
請求項１５又は１６に記載のシステム。
前記潜水機は、前記受け取られた位置情報に基づき、前記経路に沿って移動しているときにその位置を決定し、前記潜水機での慣性航法システム（ＩＮＳ）ドリフトを調整するよう更に構成される、
請求項１５乃至１７のうちいずれか一項に記載のシステム。
位置情報を供給する水中天測航法ビーコンの作動方法であって、
慣性計測装置（ＩＭＵ）データを捕捉することであり、前記ＩＭＵデータは３軸加速度データ及び３軸レートジャイロスコープデータを含む、ことと、
前記３軸レートジャイロスコープデータを用いて前記水中天測航法ビーコンの緯度を決定することと、
前記３軸加速度データ及び月の天文学的モデルを用いて、月の引力に基づき前記水中天測航法ビーコンの経度を決定することと、
前記緯度及び前記経度に基づき前記水中天測航法ビーコンの前記位置情報を決定することと、
潜水機がそれ自体の位置を決定することを可能にするよう前記潜水機へ前記位置情報を供給することと
を有する方法。
前記３軸加速度データに基づき、時間の関数として、地球の周りの前記月の引力を決定することであり、前記３軸加速度データによって示される加速度の振動は前記月の引力によって引き起こされる、ことと、
前記月の引力に基づき、時間の関数として、月の位相を決定することと、
前記月の天文学的モデルとともに前記月の位相を用いて、前記水中天測航法ビーコンの前記経度を求めることであり、前記月の天文学的モデルは、ある期間にわたる月の既知の位置を示す、ことと
を更に有する請求項１９に記載の方法。
前記水中天測航法ビーコンの前記経度を決定することは、前記水中天測航法ビーコンの前記経度を求めるために月の２以上の周期にわたる月の複数の位相測定を決定することを有する、
請求項１９又は２０に記載の方法。
前記位置情報を決定した後に低電力モードに入ること
を更に有する請求項１９乃至２１のうちいずれか一項に記載の方法。
潜水機からアウェイクメッセージを受け取ることと、
前記アウェイクメッセージの受信に応答して前記潜水機へ前記位置情報を送ることと
を更に有し、
前記位置情報は、前記潜水機が、前記水中天測航法ビーコンに関連した前記位置情報に基づきその位置を決定し、前記潜水機での慣性航法システム（ＩＮＳ）ドリフトを調整することを可能にする、
請求項１９乃至２２のうちいずれか一項に記載の方法。
前記水中天測航法ビーコンの前記緯度を求めるために前記３軸レートジャイロスコープデータを用いて地球の自転を決定すること
を更に有する請求項１９乃至２３のうちいずれか一項に記載の方法。