JP7447880B2 - 海洋移動体の永久磁気調整システム - Google Patents

Description

本発明は、海洋移動体が有する永久磁気を調整するシステムに関する。

鋼鉄製の海洋移動体が有する磁気（船体磁気）は、誘導磁気と永久磁気に区別される。前者は、海洋移動体が地球磁界に存在することで誘導される磁気である。後者は、地球磁界からの影響を中長期的に受けることで海洋移動体が磁化し、この結果として海洋移動体そのものが持ち続けることになる磁気である。

海洋移動体には、船体磁気の大きさを利用した第三者からの捕捉を避ける必要があるものが含まれる。このような海洋移動体に対しては、船体磁気を低減するための消磁処理が行われる。例えば、特許文献１および２は、海洋移動体の航行中に消磁処理を行う技術を開示する。特許文献１および２において、消磁処理は、海洋移動体の互いに直交する３軸方向（船首方向Ｘ軸、船幅方向Ｙ軸および垂直方向Ｚ軸）のそれぞれの船体磁気を打ち消すために行われる。

特開平８－７８２３４号公報 特許第６４０７７９５号公報

消磁処理は、海洋移動体の航行前にも行われる。航行前の消磁処理は、専用の設備に海洋移動体を収容した状態で行われる。この専用の設備は、例えば、磁気センサと、磁界発生源と、制御部と、を備えている。航行前の消磁処理では、典型的には、当該消磁処理の実施前に海洋移動体が有している永久磁気を抜くための処理が制御部によって行われる。この消磁処理では、海洋移動体の永久磁気（外部磁場）を磁界センサで測定しながら、磁界発生源に供給する電流が制御される。

航行前の消磁処理では、当該消磁処理の実施後の再磁化により生じる永久磁気を低レベルに維持するための処理が追加して行われることがある。この追加処理では、前回の消磁処理の実施後に海洋移動体に僅かに残った永久磁気と、今回の消磁処理の実施前における永久磁気と、の差が計算される。そして、この永久磁気差に応じた一定の磁気を海洋移動体に付与するための制御が行われる。つまり、追加処理では、前回の航行中に生じた永久磁気の実績に応じた磁気が海洋移動体に付与される。

しかしながら、地球磁界の強度は地球上の位置によって異なる。そのため、今回の消磁処理の実施後から次回の消磁処理の実施前までの海洋移動体の再磁化により生じる永久磁気は、その間の航行状況による磁化量に左右される。例えば、海洋移動体の航行海域や航行時間は、航行後の海洋移動体の磁化量を変化させる。また、航行中の海洋移動体の地球磁界に対する姿勢も磁化量を変化させる。したがって、上記の追加処理により永久磁気の調整手法は、今回の航行実績と次回の航行スケジュールとが一致する場合にしか適用することができず汎用性が低い。

本発明の１つの目的は、海洋移動体の航行前の永久磁気の調整によって、今回の調整の実施後から次回の調整の実施前までに当該海洋移動体が帯びる永久磁気を低レベルに維持することのできる海洋移動体の永久磁気調整システムを提供することにある。

本発明は、海洋移動体が有する永久磁気を調整する永久磁気調整システムである。
前記永久磁気調整システムは、前記海洋移動体の有する海洋移動体の所定軸方向の永久磁気を測定する磁気センサと、電流の供給を受けて磁界を発生させる磁界発生源と、前記海洋移動体の航行前に、前記磁界発生源が発生する磁界を用いて前記海洋移動体の前記所定軸方向の永久磁気を調整する永久磁気調整処理を行う制御部と、地球上の位置に関連付けられたベクトル量としての地球磁界データと、前記海洋移動体が、今回の永久磁気調整処理後から、次回の永久磁気調整処理前までに予定される、時間に関連付けられた、前記海洋移動体の位置と船体方向のデータを含む予定航行データとが格納されたデータベースと、を備えている。
前記制御部は、前記永久磁気調整処理において、
前記磁気センサから今回の永久磁気処理直前の所定軸方向の永久磁気の値である処理前永久磁気実測値を測定し、
前記地球磁界データと前記予定航行データを関連付け、前記予定航行データの各時間における、前記海洋移動体の前記所定軸方向の単位時間あたりの磁化量である予測単位磁化量を前記地球磁界データに基づいて計算し、前記海洋移動体の前記所定軸方向の前記予測単位磁化量を時間的に積算することにより、今回の永久磁気調整処理後から次回の永久磁気調整処理前までの前記海洋移動体の予定航路に渡る前記所定軸方向の磁化量である予測変化量をさらに計算し、前記予測変化量に基づき前記所定軸方向の目標着磁量を決定し、
前記処理前永久磁気実測値と、前記目標着磁量とに基づき、前記海洋移動体に付与する磁化量を調整する様に、前記磁界発生源に供給する電流と時間を制御する。

本発明によれば、今回の永久磁気調整処理後から、次回の永久磁気調整処理前までの間に海洋移動体が帯びる永久磁気を低レベルに維持することが可能となる。

本発明の第１の実施形態の前提を示す図である。 従来の永久磁気調整処理が適用された場合における海洋移動体の永久磁気の推移を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る海洋移動体の永久磁気調整処理が適用された場合における海洋移動体の永久磁気の推移を示す図である。 本発明の実施形態に係る海洋移動体の磁化量の予測変化量の推移を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る永久磁気調整処理システムの全体構成例を示す図である。 図５に示した制御装置の機能構成例を示すブロック図である。 船体方向データを説明する図である。 実績航行データおよび予定航行データの登録例を示す図である。 三次元空間で表現された海域を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る登録処理における磁化量の計算例を説明する図である。 船体情報データの登録例を示す図である。 海域データ及び地球磁界データの登録例を示す図である。 磁化量の実績変化量データの登録例を示す図である。 磁化量の予測変化量データの登録例を示す図である。 制御装置（プロセッサ）が行う永久磁気調整処理の流れを説明するフローチャートである。 制御装置（プロセッサ）が行う磁化量の計算処理の流れを説明するフローチャートである。

以下、本発明の第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。

１．概要
図１～３を参照して第１の実施形態の概要を説明する。図１は、第１の実施形態の前提を示す図である。図１に示される海域ＡＲｉ（図１ではｉ＝１～９）は、海洋移動体２０（例えば、船舶、潜水艦）が航行する海洋の分割により設定される。海域ＡＲｉの設定は、例えば、緯度、経度および深さの情報に基づいて行われる。つまり、海域ＡＲｉは、緯度方向、経度方向および深さ方向に広がりを持つ三次元空間で表現される（図９参照）。ただし、説明の便宜上、図１では、海域ＡＲｉが二次元で表現される。

図１に示す例では、第１の実施形態に係る永久磁気調整システム（以下、単に「システム」とも称す。）１０が、海域ＡＲ７の係留施設ＢＦ１に設けられている。システム１０は、海洋移動体２０が係留施設ＢＦ１に停泊している間、海洋移動体２０に対する「永久磁気調整処理」を実施する。永久磁気調整処理は、海洋移動体２０が有している永久磁気を消磁するための消磁処理と、海洋移動体２０に磁気を付与するための着磁処理と、を含んでいる。

海洋移動体２０は、システム１０による永久磁気調整処理の実施後、係留施設ＢＦ１から出発して海域ＡＲ８に向かう。海域ＡＲ８での作業後、海洋移動体２０は、海域ＡＲ９に進入する。海域ＡＲ９には係留施設ＢＦ２が存在し、海洋移動体２０はここで一定時間停泊する。係留施設ＢＦ２での停泊後、海洋移動体２０は、海域ＡＲ６に向かう。海域ＡＲ６での作業後、海洋移動体２０は、海域ＡＲ３に進入する。海域ＡＲ３には係留施設ＢＦ３が存在し、海洋移動体２０はここで一定時間停泊する。係留施設ＢＦ３での停泊後、海洋移動体２０は、海域ＡＲ２、ＡＲ５、ＡＲ４を経由して海域ＡＲ７に戻る。海域ＡＲ７において、海洋移動体２０は係留施設ＢＦ１に入港する。

システム１０は、海洋移動体２０が係留施設ＢＦ１に停泊している間、海洋移動体２０に対する永久磁気調整処理を再び実施する。つまり、図１に示す例では、海洋移動体２０に対し、システム１０による永久磁気調整処理が係留施設ＢＦ１の出港前と入港後の２回行われる。ここで、出港前の永久磁気調整処理を「処理ＭＡＤ（ｋ）」と表すと、入港後のそれは「処理ＭＡＤ（ｋ＋１）」と表される。本願においては、「処理ＭＡＤ（ｋ）」が「今回の永久磁気調整処理」に該当し、「処理ＭＡＤ（ｋ＋１）」が「次回の永久磁気調整処理」に該当する。

図２および３は、図１で説明した処理ＭＡＤ（ｋ）から処理ＭＡＤ（ｋ＋１）までの海洋移動体が持つ永久磁気Ｈ（その時点における永久磁気量）が時間とともにどのように推移するかを示す図である。図２と３の違いは、次のとおりである。すなわち、図２には、永久磁気調整処理に「背景技術」で説明した従来の手法が適用される場合の永久磁気Ｈの推移が描かれている。一方、図３には、第１の実施形態に係る永久磁気調整処理が行われる場合の永久磁気Ｈの推移が描かれている。尚、従来の手法に従って行われる３回の処理ＭＡＤを処理ＭＡＤｏ（ｋ－１）、ＭＡＤｏ（ｋ）及びＭＡＤｏ（ｋ＋１）と表し、第１の実施形態により行われる３回の処理ＭＡＤを処理ＭＡＤｎ（ｋ－１）、ＭＡＤｎ（ｋ）及びＭＡＤｎ（ｋ＋１）と表す。

永久磁気Ｈは、海洋移動体２０の互いに直交する３軸、例えば縦方向（船首方向）Ｘ、横方向（左舷方向）Ｙおよび垂直方向Ｚ（図１参照）にそれぞれ生じているベクトル量である。説明の単純化のために図２および３に示す例では、例えばＸ方向の永久磁気Ｈを表す「永久磁気ＨＸ」）を代表して記し、説明する。他の方向でも同様である。なお、本願における「所定軸方向」とは、縦方向Ｘ、横方向Ｙおよび垂直方向Ｚの少なくとも１つを意味する。つまり、「所定軸方向における永久磁気」とは、永久磁気ＨＸ、ＨＹ（横方向Ｙの永久磁気Ｈ）およびＨＺ（垂直方向Ｚの永久磁気Ｈ）の少なくとも１つを意味する。

図２に示す例では、処理ＭＡＤｏ（ｋ）が、時刻ｔ１から時刻ｔ３までに行われる。処理ＭＡＤｏ（ｋ）は、永久磁気ＨＸ２を抜くための消磁処理を含んでいる。ここで磁気には極性があるので、時刻ｔ１における永久磁気ＨＸの値ＨＸ２の極性方向を正極性としている。値ＨＸ２は、処理ＭＡＤｏ（ｋ－１）（即ち、処理ＭＡＤｏ（ｋ）の実施の１回前に実施された永久磁気調整処理）の実施後から処理ＭＡＤｏ（ｋ）の実施前までの海洋移動体２０の再磁化により生じたＸ軸方向の永久磁気である。消磁処理による磁気の消磁量ΔＨＸ（ｋ）は、値ＨＸ２と値Ｈ０の差の磁化量に等しい（ΔＨＸ（ｋ）＝ＨＸ２－ＨＸ０）。値ＨＸ０は、ゼロに相当する永久磁気ＨＸである。

永久磁気ＨＸ２を抜くための消磁処理は、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間に行われる。時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間は、海洋移動体２０に磁気を付与するための着磁処理が行われる。つまり、処理ＭＡＤｏ（ｋ）は、消磁処理と、着磁処理とを含んでいる。着磁処理における着磁量は、値ＨＸ２と値ＨＸ１の差（ＨＸ２－ＨＸ１）を打ち消す磁化量に相当する。値ＨＸ１は、処理ＭＡＤｏ（ｋ－１）の実施後において海洋移動体２０に僅かに残った永久磁気ＨＸである。つまり、着磁処理では、磁化量（ＨＸ２－ＨＸ１）を相殺するように逆極性の磁気（着磁量は－（ＨＸ２－ＨＸ１））が、海洋移動体２０に付与される。

海洋移動体２０の再磁化は、処理ＭＡＤｏ（ｋ）の実施直後から始まる。図２に示されるように、永久磁気ＨＸの変化は、時刻ｔ３の直後から発生する。また、処理ＭＡＤｏ（ｋ）の実施後においては、海洋移動体２０が航行する海域ＡＲｉにおける地球磁界からの影響を受けて永久磁気ＨＸが変化する。図２に示される例では、海洋移動体２０は時刻ｔ４で海域ＡＲ８に入り、時刻ｔ５で海域ＡＲ９に入り、時刻ｔ９で船体方向を変え、時刻ｔ７で海域ＡＲ６に入り、時刻ｔ８で海域ＡＲ３に入る。時刻ｔ３から時刻ｔ９までの間に、永久磁気ＨＸが磁気ＨＸ４まで増加する。

海洋移動体２０は、時刻ｔ９にて船体方向を変え、時刻ｔ１０で海域ＡＲ２に入り、時刻ｔ１１で海域ＡＲ５に入り、時刻ｔ１１で海域ＡＲ４に入り、時刻ｔ１３で海域ＡＲ７へ移動し、時刻ｔ１４にてＢＦ１に戻り、再度永久磁気調整処理をうける。時刻ｔ９から時刻ｔ１４までの間、Ｘ軸下向きに永久磁気ＨＸが減少する。そして、時刻ｔ１４での永久磁気ＨＸは磁気ＨＸ３となっており、その後行われる処理ＭＡＤｏ（ｋ＋１）では、永久磁気ＨＸ３を抜くための消磁処理と着磁処理が行われる。処理ＭＡＤｏ（ｋ＋１）の内容は、基本的に処理ＭＡＤｏ（ｋ）のそれと同じである。

図２に示される例では、永久磁気ＨＸの正方向の最大値ＨＸｍａｘ１が値ＨＸ４と値ＨＸ０の差で表される。そのため、値ＨＸ４の絶対値が大きくなれば、この最大値ＨＸｍａｘ１が大きくなる。そして、最大値ＨＸｍａｘ１が大きくなれば、海洋移動体２０が第三者から捕捉され易くなる。また、時刻ｔ３から時刻ｔ１４までの間、つまり、処理ＭＡＤｏ（ｋ）の完了から処理ＭＡＤｏ（ｋ＋１）の実施までの時間が長くなれば、値ＨＸ３と値ＨＸ０の乖離が大きくなり、処理ＭＡＤｏ（ｋ＋１）での消磁処理の実施に時間を要することになる。あるいは短時間で処理するために電流定格の大きな永久磁気処理システムが必要になる。

既に説明したように、図２に示される例では、処理ＭＡＤｏ（ｋ）の着磁処理において、差（ＨＸ２－ＨＸ１）を打ち消す磁気が海洋移動体２０に付与される。したがって、処理ＭＡＤｏ（ｋ－１）の実施後から処理ＭＡＤｏ（ｋ）の実施前までの航行実績と、処理ＭＡＤｏ（ｋ）の実施後から処理ＭＡＤｏ（ｋ＋１）の実施前までの航行スケジュールが完全に一致している場合は、この着磁処理が有効である。何故なら、次回（時刻ｔ３から時刻ｔ１４まで）の航行スケジュールにおいて海洋移動体２０に生じる永久磁気Ｈが、今回（時刻ｔ１まで）の航行実績と同じ（差（ＨＸ２－ＨＸ１））になるからである。ただし、今回の航行実績と次回の航行スケジュールが一致することは稀である。

今回の航行実績と次回の航行スケジュールが一致しない場合、処理ＭＡＤ（ｋ）の実施後から処理ＭＡＤ（ｋ＋１）の実施前までの航行の最中に海洋移動体２０の磁化により生じる永久磁気Ｈは、その間の海洋移動体２０の航行状況に依存する。そこで、第１の実施形態に係る永久磁気調整処理では、処理ＭＡＤｎ（ｋ）の実施に際し、時刻と関連した（時刻とともに変化する）磁化量の予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）が計算される。予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）はＸ、Ｙ及びＺ方向の成分に分解することができる。以下の説明において、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）をＸ、Ｙ及びＺ方向の成分に分解して説明する場合は、各成分を「予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）」等と称す。

予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）は、処理ＭＡＤｎ（ｋ）の実施後から処理ＭＡＤｎ（ｋ＋１）の実施前までの航行（以下、「次回の航行」とも称す。）の最中の時刻ｔにおける海洋移動体２０の磁化により処理ＭＡＤｎ（ｋ）の終了を起点（初期値０）として変化することが予測される永久磁気Ｈの変化量の予測量であり、ベクトル量で表される。予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）は、後述される海洋移動体２０の所定軸方向の単位時間当たりの磁化量である予測単位磁化量を時間的に積算することにより計算できる。次回の予定航路の開始から終了までに渡り所定軸方向の予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）を計算して得られる最終値、すなわち次回の航行が終了した時点での予測変化磁化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）を累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）と呼ぶ。予定航路は、次回の航行スケジュールを示したデータ（予定航行データ）に基づいて特定することができる。

図３に示されるように、第１の実施形態に係る永久磁気調整処理では、時刻ｔ１´から時刻ｔ２´までの間に消磁処理が行われる。この消磁処理の内容は、図２で説明した消磁処理のそれと同じである。第１の実施形態に係る永久磁気調整処理では、時刻ｔ２´から時刻ｔ３´までの間に特徴的な着磁処理が行われる。この着磁処理では、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）に基づいて目標着磁量が決定される。例えば、目標着磁量は、累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）を事前に打ち消す磁気（－ΣΔＨｆ（ｋ＋１））である。図３はＸ方向の成分の図であるので、Ｘ方向の目標着磁量は、累積予測変化量ΣΔＨＸｆ（ｋ＋１）を事前に打ち消す磁気である。

予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）と永久磁気調整処理における目標着磁量について補足する。図４は予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）のＸ方向成分であるΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）の変化を示したものである。次回の航行の開始予定は時刻ｔ３´であり、この時刻ｔ３´における予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）は０である。図３及び図４に示される時刻ｔ３´以降の永久磁気Ｈの推移は、図２に示した時刻ｔ３以降のそれと同じである（予定時刻であるので「´」を付与し区別している）。

例えば、海洋移動体２０が海域ＡＲ７から海域ＡＲ８に入る時刻ｔ４´での予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）はΔＨＸｆｔ４´であり、海域ＡＲ８から海域ＡＲ９に入る時刻ｔ５´での予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）はΔＨＸｆｔ５´であり次回の航海予定の最小値となっている。さらに、時刻ｔ６´での予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）はΔＨＸｆｔ６´であり、海洋移動体２０が海域ＡＲ９から海域ＡＲ６に入る時刻ｔ７´での予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）はΔＨＸｆｔ７´であり、海洋移動体２０が海域ＡＲ６から海域ＡＲ３に入る時刻ｔ８´での予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）はΔＨＸｆｔ８´であり、時刻ｔ９´では予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）はΔＨＸｆｔ９´であり次回の航海予定の最大値となっている。さらに、海洋移動体２０が海域ＡＲ３から海域ＡＲ２に入る時刻ｔ１０´では予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）はΔＨＸｆｔ１０´であり、海洋移動体２０が海域ＡＲ２から海域ＡＲ５に入る時刻ｔ１１´では予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）はΔＨＸｆｔ１１´であり、海洋移動体２０が海域ＡＲ５から海域ＡＲ４に入る時刻ｔ１２´では予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）はΔＨＸｆｔ１２´であり、海洋移動体２０が海域ＡＲ４から海域ＡＲ７に入る時刻ｔ１３´では予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）はΔＨＸｆｔ１３´であり、海洋移動体２０が海域ＡＲ７の係留施設ＢＦ１にて処理ＭＡＤｎ（ｋ＋１）をうける直前となる時刻ｔ１４´では予測変化量ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）はΔＨＸｆｔ１４´であると予測される。

そこで、図３に示すように処理ＭＡＤｎ（ｋ）にて累積予測変化量ΣΔＨＸｆ（ｋ＋１）をうち消す様な量を目標着磁量とし、目標着磁量になる様に着磁処理を行って、－ΣΔＨＸｆ（ｋ＋１）を海洋移動体２０に付与することにより、図３に示される例では、永久磁気ＨＸが時刻ｔ３´において負方向の最大値ＨＸｍａｘ２（－ΣΔＨＸｆ（ｋ＋１））を示し、時刻ｔ９´において正方向の最大値ＨＸｍａｘ３（ＨＸ６）を示すものの、永久磁気ＨＸが図２における時刻ｔ９における最大値ＨＸｍａｘ１を上回ることはない。このように、第１の実施形態に係る永久磁気調整処理によれば、今回の航行実績と次回の航行スケジュールが一致しない場合でも、海洋移動体２０の航海中の永久磁気が低減され、第三者による海洋移動体２０の捕捉のリスクを低減することが可能となる。

また、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）の予測の精度が高い場合には、累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）が実際の永久磁気Ｈに近づくことが予想される。この場合は、図３の時刻ｔ１４´における永久磁気Ｈの値ＨＸ５がＨ０（すなわち永久磁気量が０）に近づくことになる。このように、第１の実施形態に係る永久磁気調整処理によれば、処理ＭＡＤｎ（ｋ＋１）での消磁処理を短時間で完了することも可能となる。

以下、第１の実施形態に係るシステム１０の詳細について説明する。

２．永久磁気調整システムの構成例
２－１．システム全体の構成例
図５は、第１の実施形態に係るシステム１０の全体構成例を示す図である。なお、説明の便宜上、図５には、係留施設ＢＦ１に停泊する海洋移動体２０が描かれている。図５に示される例は、海洋移動体２０の縦方向Ｘにおける永久磁気調整処理が行われる場合の例に相当する。

図５に示されるように、システム１０は、電源装置１１と、ソレノイドケーブル１２と、磁気センサ１３と、制御装置１４と、を備えている。電源装置１１はソレノイドケーブル１２に電流を供給する。ソレノイドケーブル１２は、電源装置１１からの電流の供給を受けて磁界を発生させる。電源装置１１およびソレノイドケーブル１２は、本願における「磁界発生源」を構成する。磁気センサ１３は、海洋移動体２０の各軸方向の永久磁気Ｈ（永久磁気ＨＸ、ＨＹ及びＨＺ）を計測する。制御装置１４は本願における「制御部」の一例である。

制御装置１４は、プロセッサおよびメモリを少なくとも備えるコンピュータである。プロセッサは、メモリに記憶された所定のプログラムに従い、永久磁気調整処理および「登録処理」を行う。永久磁気調整処理では、電源装置１１がソレノイドケーブル１２に供給する電流の指令値が計算される。登録処理では、処理ＭＡＤｎ（ｋ－１）の実施後から処理ＭＡＤｎ（ｋ）の実施前までの航行中の時刻ｔにおける海洋移動体２０の磁化により実際に変化したと推定される永久磁気Ｈの量（実績変化量）等が計算される。永久磁気調整処理および登録処理の詳細については後述される。

２－２．制御装置の構成例
図６は、制御装置１４の機能構成例を示すブロック図である。なお、説明の便宜上、図６には、海洋移動体２０が有する制御装置２１およびデータベース２２が描かれている。図６に示されるように、制御装置１４は、通信部１４ａと、登録処理部１４ｂと、永久磁気調整処理部１４ｃと、を備えている。制御装置１４は、船体情報データベース１５、地球磁界データベース１６、航行データベース１７および磁化量計算結果データベース１８に接続されている。これらのデータベース１５～１８及び２２は、例えば、所定の記憶装置（例えば、ハードディスク、フラッシュメモリ）内に形成されている。また、これらのデータベース１５～１８は分散することなく１つのデータベースにまとめてもよい。

通信部１４ａは、通信部２１ｂと通信する。通信部２１ｂは、制御装置２１が有する機能である。通信部１４ａと２１ｂの通信形式は、有線でもよいし無線でもよい。通信部１４ａによる通信は、永久磁気調整処理の実施直前に行われてもよいし、当該実施の図１５のＳ１の実施前の待機中に行われてもよい。この通信では、後述の実績航行データＤｎｊが通信部２１ｂから通信部１４ａに送信される。無線形式による場合、実績５Ｄｎｊの一部の通信が、海洋移動体２０が他の係留施設（例えば、係留施設ＢＦ２、ＢＦ３）の停泊している間に行われてもよい。海洋移動体２０がある海域ＡＲｉから別の海域ＡＲｉに進入したタイミングごとに、あるいは航行中の任意のタイミングで通信が行われてもよい。通信部１４ａで受信された実績航行データＤｎｊは、登録処理部１４ｂにより、航行データベース１７に登録される。

通信部１４ａによる通信では、海洋移動体２０のデータベース２２に格納された実績航行データＤｎｊが取得される。実績航行データＤｎｊには、航行中の時刻データＤＴ１、位置データＤＰ１、方向データＤＲ１等が含まれる。時刻データＤＴ１はデータ記録時刻のデータである。時刻データは例えば年、月、日、時、分、秒等から構成される。位置データＤＰ１は海洋移動体２０がデータを記録した時刻における、海洋移動体２０の所在位置データである。船体方向データＤＲ１は記録時刻における海洋移動体２０の船体方向のデータである。実績航行データＤｎｊは着磁処理の終了後から記録される。実績航行データＤｎｊは、航行中（停泊中も含む）は所定の時刻毎に、あるいは船体方向及び位置または海域が変わるごとに記録される。

実績航行データＤｎｊの記録を海域が変わる毎に実施する場合は、後述の海域データもデータベース２２に登録され、所在位置との比較から実績航行データＤｎｊの登録タイミングを決定する。

図７は、位置データＤＰ１と方向データＤＲ１を説明する図である。図７に示す船体方向データＤＲ１は、図１で説明した海洋移動体２０の航行経路に対応している。船体の位置データは例えば経度ｗ、緯度ｎおよび高度（深度）ｈで構成される。船体の方向データＤＲ１は、海洋移動体２０の船首方向及び船体の船首方向を軸とした回転角(船体の横方向の傾き)のデータを含む。例えば、船首方向データは北極方向をゼロとし西方向を正とした船首の経度方向の角度α、水平をゼロとし上方向を正とした船首の垂直方向の角度β、回転角は船体の船首方向を軸とし水平をゼロとし左舷が上になる船体の回転角γから構成される３成分から構成される。図７では単純化のために経度と緯度および経度方向のデータ（α１～α１１）のみを示している。尚、必要により垂直方向の角度や回転角を省略してもよい。方向データＤＲ１は、コンパスあるいはジャイロコンパスに等に対する船体の方向等あるいは傾度測定器や複数のアンテナを使用したＧＰＳコンパス等から、また、位置データもＧＰＳやその他の測位ビーコンおよび加速度計と時間からの演算、天測、測地等の手法より求めることができる。方向データＤＲ１や位置データＤＰ１の計算は、データ取得部２１ａ内で行われてもよいし、他の装置からデータ取得部２１ａ経由でデータを取り込むようにしてもよい。図７では海洋移動体の進行方向と船体方向が同一のとして示されているが、後進、横進、潮流等により、移動方向と船体方向が異なることもある。

実績航行データＤｎｊは、制御装置２１が有するデータ取得部２１ａにより取得され、データベース２２に登録される。図８（ａ）は、データベース２２における実績航行データＤｎｊの登録例を示す図である。図８（ａ）に示される例では、船体番号，実績航行番号と、時刻順に時刻データＤＴ１に関連付けづけられた位置データＤＰ１、及び方向データＤＲ１の組み合わせが１からＮ１まで登録されている。実績航行番号は処理から処理の間を１つの航行として、海洋移動体２０の１つの実際の航行毎に付与する識別番号である。時刻と関連つけられて、当該時刻における海洋移動体２０の位置、及び方向のデータが登録される。また、海域を示すデータを合わせて登録してもよい。実績航行データＤｎｊは前回の処理ＭＡＤｎ（ｋ－１）の実施後から処理ＭＡＤｎ（ｋ）における後述の処理前の永久磁気実測値の測定前までのＮｊ１組のデータが登録される。図８（ａ）の例では、海洋移動体２０は、時刻Ｔｊ＿１に前回の処理ＭＡＤｎ（ｋ－１）が終了し、その位置が西経ｗｊ１、北緯ｎｊ１、深度（或いは海抜）ｐｊ１であり、海域はＡＲ７、船首方向が北に対し西方にαｊ１、水平に対しβｊ１変位しており左舷がγｊ１上方に傾いていることを示している。そして、その海域がＡＲ７であることを示している。同様にして所定の時刻毎に、時刻データＴＤ１、３次元の位置データＤＰ１，３次元の方向データＤＲ１および海域を登録する。その後、海洋移動体２０は時刻Ｔｊ＿３に海域ＡＲ８に移動し、最終的に、時刻Ｔｊ＿Ｎ１に海洋移動体２０は、西経ｗＮ１、北緯ｎＮ１、深度（或いは海抜）ｐＮ１の海域ＡＲ７にて、後述の処理前永久磁気実測値Ｈｊ１（ｋ）の測定前まで記録登録されることが示される。このように、実績航行データは着磁処理終了後から処理前永久磁気実測値Ｈｊ１（ｋ）の測定前まで記録登録されることが望ましい。

図６に戻り、制御装置１４の構成例の説明を続ける。通信部１４ａによる通信では、海洋移動体２０とは別の海洋移動体の実績航行データも取得される。「別の海洋移動体」の構成は、制御装置２１と同様の機能と、データベースとを有していれば特に限定されない。別の海洋移動体には、海洋移動体２０と形状およびサイズが類似する「類似移動体」と、海洋移動体２０とそれらが類似しない「非類似移動体」と、が含まれる。そして、その別の海洋移動体の実績航行データも航行データベース１７に登録される。以下、海洋移動体２０および別の海洋移動体を総称する場合は「海洋移動体等」と称す。

＜登録処理＞
登録処理部１４ｂは、通信部１４ａが取得した海洋移動体等の実績航行データを航行データベースに登録する。さらに、登録処理部１４ｂは別途作成された予定航行データＤｎｆを航行データベース１７に登録する。図８（ｂ）は航行データベース１７に登録された予定航行データＤｎｆを示す図である。予定航行データＤｎｆは実績航行データＤｎｊと同様に船体番号、予定航行番号と時刻データＤＴ２（年、月、日、時、分、秒等）に関連付けられた３次元の海洋移動体２０の予定位置データＤＰ２および３次元の海洋移動体２０の予定方向データＤＲ２で構成される。予定位置データＤＰ２および予定方向データＤＲ２の構成は、それぞれ実績位置データＤＰ１および実績方向データと同様である。尚、必要に応じて位置データに対応する海域データを登録してもよい。図８（ｂ）には船体番号Ａ１に対し予定航海番号ＫｆＮｏ１１、ＫｆＮｏ１２、ＫｆＮｏ１３等、船体番号Ａ２に対し予定航海番号ＫｆＮｏ２１、ＫｆＮｏ２２等、複数の海洋移動体等について複数の予定航行データが登録されてもよい。さらに、登録処理部１４ｂでは後述の実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）のデータおよび、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）のデータを磁化量計算結果データベース１８に登録し、後述の補正された磁化係数を船体情報データベース１５に登録する。

図９に示す様に海域データの海域区分は平面的区分の他に、立体的な空間としてもよく、本例では海域を９個に分割されている。尚、磁場強度の関係で、水面を海域の分割の境界にしてもよい。海域データは望ましくは海洋移動体２０の航行する可能性のあるすべての海域が位置情報（例えは、経度と緯度と深度（高度））として登録されている。海域データＤＡＲは各海域単位に地球磁界データＤＭＧと関連付けられて登録されている。尚、磁化量の計算を隣接し合う海域の地球磁界も考慮して補間を行う場合は、海域データはその中心位置を表す位置を登録する。図１２は海域データと関連付けられた地球磁界データＤＭＧの地球磁界データベース１６への登録例を示している。本例ではｍ個の海域データＤＡＲが登録されており、海域データは６面体形状とし、経度の上限と下限、緯度の上限と下限、深度（高度）の上限と下限で区切られた領域で一つの海域を表している。また当該海域の中心座標も緯度、経度、深度（または高度）で表示している。そして海域と関連付けられたｍ個の当該海域の地球磁界データＤＭＧが３次元ベクトルの第１地球磁界ＭＧ＿ＡＲｉが緯度方向（北方向）、経度方向（西方向）、垂直方向の各成分の磁界として登録されている。第１地球磁界ＭＧ＿ＡＲｉは当該海域の平均地球磁界でもよいし、当該海域の中心座標における地球磁界でもよい。例えば、海域ＡＲ１は経度範囲上限ｗｍａｘ１、経度範囲下限ｗｍｉｎ１、緯度範囲上限ｎｍａｘ１、緯度範囲下限ｎｍｉｎ１、深度範囲上限ｐｍａｘ１、深度範囲下限ｐｍｉｎ１、海域中心座標は経度ｗｃｅｎ１緯度ｎｃｅｎ１、深度ｐｃｅｎ１であり、その海域の地球磁場の緯度（北）方向成分ＭＧ＿ＡＲｉＮ１、経度（西）方向成分ＭＧ＿ＡＲｉＷ１、垂直方向成分ＭＧ＿ＡＲｉＰ１である。尚、図１２の最左欄は地球磁界データのバージョン情報である。地球磁界ＭＧ＿ＡＲｉのデータは更新されることも想定されるので、バージョン情報とともに管理されることが望ましい。地球磁界ＭＧ＿ＡＲｉのベクトルの向きおよび大きさのデータのそのものについては、既知の測定データ等を用いて作成することができる。

＜磁化量計算処理＞
図１０に示される例では、位置ＤＰ１における変換前地球磁界ＭＧ＿ＡＲ２の緯度方向、経度方向、垂直方向の各ベクトル成分が、船体方向データＤＲ１に基づき船体の船首方向を基準としたＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸の３軸方向に変換される。なお、例えばＸ軸の方向は、船首方向、Ｙ軸の方向は左舷方向、Ｚ軸は上方向に相当する。３軸方向の地球磁界成分ＭＸ＿ＡＲｉ、ＭＹ＿ＡＲｉおよびＭＺ＿ＡＲｉは、海洋移動体２０の各軸成分に変換された変換後地球磁界ＭＧ＿ＤＲの大きさのデータを表している。地球磁界のベクトルの船体方向のベクトルへの変換は、例えば以下の（１）～（３）式で表すことができる。
ＭＸ＿ＡＲｉ＝ＮＷＰ ・・・（１）
ＭＹ＿ＡＲｉ＝ＷＷＰ×ｃｏｓ（γ）＋ＰＷＰ×ｓｉｎ（π／２－γ）・・・（２）
ＭＺ＿ＡＲｉ＝ＰＷＰ×ｃｏｓ（γ）―ＷＷＰ×ｓｉｎ（π／２＋γ）・・・（３）
ここで、
ＮＷＰ＝ＮＰ×ｃｏｓ（β）＋ＰＰ×ｓｉｎ（π／２－β） ・・・（４）
ＷＷＰ＝ＷＰ ・・・（５）
ＰＷＰ＝ＰＰ×ｃｏｓ（β）－ＮＰ×ｓｉｎ（π／２－γ） ・・・（６）
ＮＰ＝ＭＧ＿ＡＲｉＮ×ｃｏｓ（α）＋ＭＧ＿ＡＲｉＷ×ｓｉｎ（π／２－α）
・・・（７）
ＷＰ＝ＭＧ＿ＡＲｉＷ×ｃｏｓ（α）－ＭＧ＿ＡＲｉＮ×ｓｉｎ（π／２－α）
・・・（８）
ＰＰ＝ＭＧ＿ＡＲｉＰ ・・・（９）
である。このように船体方向を３次元の角度で表すことにより、容易に地球磁界のベクトルを船体の各軸方向のベクトルに変換できる。

磁化量計算処理では、地球磁界成分ＭＸ＿ＡＲｉからの影響によって海洋移動体等のＸ軸方向において単位時間あたりの磁化量ＭＡＧ＿Ｘが、下記式（１０）に基づいて計算される。また、海洋移動体等のＹ軸およびＺ軸方向において単位時間あたりの磁化量ＭＡＧ＿ＹおよびＭＡＧ＿Ｚが、それぞれ、下記式（１１）および（１２）に基づいて計算される。
ＭＡＧ＿Ｘ＝ＭＸ＿ＡＲｉ×Ｗｘ ・・・（１０）
ＭＡＧ＿Ｙ＝ＭＹ＿ＡＲｉ×Ｗｙ ・・・（１１）
ＭＡＧ＿Ｘ＝ＭＺ＿ＡＲｉ×Ｗｚ ・・・（１２）
式（１０）～（１２）において、Ｗｘ、ＷｙおよびＷｚは、海洋移動体２０の３軸方向に対するそれぞれの磁化係数Ｗである。係数Ｗｘ、ＷｙおよびＷｚは、船体情報データベース１５に船体番号と関連つけられて登録されており、後述の様に補正することができる。そして、後述の様に実績航行データＤｎｊに基づいて、式（１０）～（１１）を計算するとその位置における単位時間当たりの磁化量である実績単位磁化量を求めることができ、実績単位磁化量を時間で積算（あるいは数値積分演算）することにより航行中の時間と関連した実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）を計算することができ、その結果が登録される。そして、後述の様に予定航行データＤｎｊに基づいて、式（１０）～（１１）を計算するとその位置における単位時間当たりの磁化量である予測単位磁化量を求めることができ、予測単位磁化量を時間で積算（あるいは数値積分演算）することにより航行中の時間と関連した予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）を計算することができ、その結果が登録される。実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）および予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）はＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の成分をもつ時刻ｔとともに変化するベクトル量である。

図１１は、船体情報データベース１５における船体情報の登録例を示している。図１１に示される例では、個々の海洋移動体毎に、船体番号、型式、船種、大きさ（長さ、幅、高さ、排水量等）、処理回数、処理開始および終了日時刻、永久磁気測定日時、前回処理後船体永久磁気実測値，処理前船体永久磁気実測値及び磁化係数、処理時の地球磁界データバージョン、処理時の予定航行番号、処理後船体永久磁気実測値等の磁化量計算に参考となる船体情報が登録されている。図１３は磁化量計算結果データベース１８への実績変化量データの登録例である。船体番号と実績航行番号に紐付けられ、実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）、及び実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）を求めるために使用した地球磁界データのバージョンデータおよび計算に使用した磁化係数、変換前地球磁界ＭＧ＿ＡＲ２及び変換後地球磁界ＭＧ＿ＤＲおよび実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）は時刻ＤＴ１と関連付けられて登録される。尚、処理ＭＡＤｎ（ｋ）において求めた前回の実績航行データに基づき実績単位磁化量をもとめ、実績単位磁化量を実績航路の全体に渡って時間的に積算することで得られる時間とともに変化するベクトル量（ベクトル関数）を実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）と記す。そして実績航行データの最終時刻における実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）を累積実績変化量ΣΔＨｒ（ｋ）と記す。例えば図１３で船体番号Ａ１の実績航海番号ＫＪＮｏ１１の実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）の計算結果と船体番号Ａ２の実績航海番号ＫＪＮｏ２１の実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）の計算結果の登録例の一部を示している。計算結果は航行実績データの時刻と対応つけられて保存され、例えば実績航海番号ＫＪＮｏ１１のＴｊ＿Ｎ１番目の実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）は、処理前永久磁気実測値Ｈｊ１（ｋ）の測定前までに記録登録にされた最終登録の実績航行データにより計算された時刻Ｔｊ＿Ｎ１における累積実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）の各成分（ΔＨｒＸＮ１、ΔＨｒＹＮ１、ΔＨｒＺＮ１）に相当する。同様に図１４は磁化量計算結果データベース１８への予測変化量データの登録例である。船体番号と予定航行番号に紐付けられ予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）、及び予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）を求めるために使用した地球磁界データのバージョンデータおよび計算に使用した磁化係数、変換前地球磁界ＭＧ＿Ａｆ２及び変換後地球磁界ＭＧ＿Ｄｆは、時刻ＤＴ２と関連付けられて登録される。尚、処理ＭＡＤｎ（ｋ）において求めた次回の予定航行データに基づき予測単位磁化量をもとめ、予測単位磁化量を予定航路の全体に渡って時間的に積算することで得られる時間とともに変化するベクトル量（ベクトル関数）を予測変化量ΔＨｆ（ｋ+１、ｔ）と記す。そして予定航行データの最終時刻における予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）を累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）と記す。

地球磁界データのうち変換前地球磁界ＭＧ＿ＡＲ２は、図１２に示される地球磁界データＭＧ＿Ｒ１と実績航行データの位置データＤＰ１からもとめられるベクトル量としての地球磁界である。その方向の基準は地球磁界データＤＭＧと同じである。変換前地球磁界ＭＧ＿ＡＲ２は、第１地球磁界が当該海域の平均地球磁界を表す場合は、第１地球磁界をそのまま、用いでもよく、第１地球磁界が当該海域の中心座標の地球磁界を表す場合は、対応する位置データＤＰ１に対し、当該海域の中心座標方向と反対（正反対ではなくとも９０度以上の角度を示せばよい）方向に中心座標のある隣接海域の中心座標の第１地球磁界と、当該海域の中心座標における第１地球磁界から、対応する位置の磁界を補完して求めてもよい。望ましくは対応する位置データＤＰ１を含む海域と、ＤＰ１取り囲むように構成される近接する他の３つの海域の第一地球磁界の値（合計４つ第一地球磁界）のを使用し、位置ＤＰ１の変換前地球磁界ＭＧ＿ＡＲ２を補完して求めてもよい。例えば、時刻Ｔｊ＿１における海洋移動体２０の位置は図８（ａ）に示す様に実績航行データから西経ｗｊ１、北緯ｎｊ１、深度ｐｊ１であり、図１２に示す海域データＤＡＲと第１地球磁界データＭＧ＿ＡＲｉより、その場所における変換前地球磁界ＭＧ＿ＡＲ２の緯度方向成分がＭＧ＿ＡＲＮ７、経度方向成分がＭＧ＿ＡＲＷ７、緯度方向成分がＭＧ＿ＡＲＮ７，である。そして、これを対応する時刻の海洋移動体の３軸方向に変換したベクトルデータを変換後地球磁界データＭＧ＿ＤＲである。変換後地球磁界ＭＧ＿ＤＲは実績航行データの方向データＤＲ１により、変換前地球磁界ＭＧ＿ＡＲ２を海洋移動体２０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向に変換したベクトルとしての地球磁界である。ここで、実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）は、式（１０）～（１１）を使用して当該時間までの磁化量を時間で積算した海洋移動体２０の３軸方向のベクトルとしての磁化量である。したがって、前回の処理ＭＡＤｎ（ｋ－１）終了直後の時刻Ｔｊ＿１における値は、初期値であるのでＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸ともに０となっている。そして、今回の処理ＭＡＤｎ（ｋ）開始直前の時刻Ｔｊ＿Ｎ１における３軸方向の値（ΔＨｒＸＮ１，ΔＨｒＹＮ１、ΔＨｒＺＮ１）が累積実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）に相当する。

＜永久磁気調整処理＞
再び図６に戻り、制御装置１４の構成例の説明を続ける。永久磁気調整処理部１４ｃは、永久磁気調整処理を行う。図１５は、制御装置１４（プロセッサ）が行う永久磁気調整処理の流れを説明するフローチャートである。なお、図１５では、処理ＭＡＤｎ（ｋ）が行われる場合を代表例として説明する。

図１５に示される例では、まず、ステップＳ１にて、磁気センサ１３の検出値に基づき処理前永久磁気実測値Ｈｊ１（ｋ）が測定され、処理前永久磁気実測値Ｈｊ１（ｋ）と、前回の永久磁気調整処理後の永久磁気実測値Ｈｊ１´（ｋ－１）との差から磁化量実測値（実測変化量）ΔＨｊ（ｋ）を求め、船体情報の登録された船体情報データベース１５に対象となる海洋移動体２０の船体番号と処理回数や測定日付時刻とともに登録処理部１４ｂにより船体情報データベース１５に船体番号と関連付けられ図１１に示す様に登録される。ここで、処理前永久磁気実測値Ｈｊ１（ｋ）、前回の永久磁気調整処理後の永久磁気実測値Ｈｊ１´（ｋ－１）および磁化量実測値ΔＨｊ（ｋ）は各々Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の成分を持つベクトルである。船体番号は個々の海洋移動体２０に付与された固有の番号である。

次に、ステップＳ２にて、船体情報データベース１５から、処理対象となる海洋移動体２０の磁化係数を読み込み、さらに航行データベース１７から海洋移動体２０の実績航行データＤｎｊを読み込み、実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）を求めるための磁化量の計算処理がされる。実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）は、処理ＭＡＤｎ（ｋ－１）の実施後から処理ＭＡＤｎ（ｋ）の実施前までの海洋移動体２０の再磁化により生じた永久磁気Ｈの変化量である。磁化量の計算の詳細は後述する。

さらにステップＳ３にて、磁化係数の補正の要否が判断される。補正の必要のない場合（Ｎｏ）はステップＳ４に進み、補正要の場合はステップＳ３１に進む。ここで、補正の要否は、磁化量実測値ΔＨｊ（ｋ）と累積実績変化量ΣΔＨｒ（ｋ）との差異が所定の範囲を超えた場合や、過去の磁化量実測値ΔＨｊ（ｋ）との差異データが統計的に有意な数が蓄積された場合でもよい。ステップＳ３１では累積実績変化量ΣΔＨｒ（ｋ）と磁化量実測値ΔＨｊ（ｋ）を比較し、その差が小さくなるように、海洋移動体２０の磁化係数の補正を行い、ステップ２に戻る。ここで、磁化係数の補正は個々の海洋移動体毎に実施してもよいし、類似海洋移動体毎に実施してもよい。また補正は過去の磁化量実測値ΔＨｊ（ｋ）と累積実績変化量ΣΔＨｒ（ｋ）との差異を統計的に処理して磁化係数の補正を行ってもよい。補正された磁化係数は船体情報データベース１５に船体番号と関連付けて登録される。

ステップＳ４にて、ステップＳ２で計算した結果である実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）等が磁化量計算結果データベース１８に図１３に示す様に登録される。なお、必要に応じ、再計算可能な登録データを省略し、船体番号、実績航行番号，地球磁界データバージョン、実績航行データの最終時刻の実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）（すなわち累積実績変化量ΣΔＨｒ（ｋ））に限定した情報を登録してもよい。

次に、ステップＳ５にて、航行データベース１７に保管された船体番号と予定航行番号に関連付けられた予定航行データＤｎｆ（ｋ＋１）および最新の磁化係数（ステップＳ３１で補正された磁化係数）に基づいて、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）を求めるための磁化量の計算処理が行われる。予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）はＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の成分をもつ時間とともに変化するベクトル量（ベクトル関数）である。予定航行データＤｎｆ（ｋ＋１）は実績航行データＤｎｊ（ｋ）と同様に図８（ｂ）に示されるように、海洋移動体２０の航行予定中の時刻データＤＴ２、予定位置データＤＰ２、及び予定方向データＤＲ２等が含まれる。時刻データＤＴ２は航行予定における時刻のデータである。位置データＤＰ２は時刻データＤＴ２の時刻に対応した、海洋移動体２０の予定所在位置データであり、船体方向データＤＲ１は同様に海洋移動体２０の予定船体方向のデータである。磁化量の計算処理の手段はステップＳ２と同様であるが、実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）と予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）の計算との差異は、実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）が海洋移動体２０の実績航行データＤｎｊ（ｋ）に基づいて計算されるのに対し、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）は、予定航行データＤｎｆ（ｋ＋１）に基づいて計算される点である。更に、ステップＳ４では磁化量の計算において、計算時刻単位の磁化量の計算値が時刻データの時刻に対応した予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）として、データベース１５に登録する。次に、ステップＳ６にて、図１４に示されるように計算結果である予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）が船体番号、航行予定番号、地球磁界データバージョン，磁化係数,とともに時刻ＤＴ２に関連つけられて変換前地球磁界ＭＧ＿Ａｆ２，変換後地球磁界ＭＧ＿Ｄｆとともに登録される。なお、必要に応じ、再計算可能な登録データを省略し、船体番号,予定航行番号，地球磁界データバージョン、予定航行データの最終時刻の予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）（すなわち累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１））に限定した情報を登録してもよい。なお、変換前地球磁界ＭＧ＿Ａｆ２，変換後地球磁界ＭＧ＿Ｄｆ、実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）は三次元のベクトルである。

次にステップＳ７にて、消磁処理が行われる。処理前永久磁気実測値Ｈｊ１（ｋ）を海洋移動体２０から抜くための電流指令値が、処理前永久磁気実測値Ｈｊ１（ｋ）に基づき計算される。そして、この消磁用の電流指令値に基づいて電源装置１１が制御される。

次にステップＳ８にて、着磁磁処理の為の電流制御が行われる。着磁処理において海洋移動体２０の電流指令値は、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）に基づいた目標着磁量に基づき計算される。例えば特定の予定時間範囲や、特定の予定時刻における予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）を打ち消す様に決定される。すなわち特定した時刻あるいは時刻範囲の予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）と逆のベクトルを海洋移動体２０に付与するための電流指令値が計算される。そして、この着磁用の電流指令値に基づいて電源装置１１が制御される。さらに着磁処理後必要に応じ、着磁処理後に磁気センサ１３の検出値に基づき処理後永久磁気実測値Ｈｊ１´（ｋ）が測定され船体情報データとして船体情報ベースに登録されてもよい。また、処理後永久磁気実測値Ｈｊ１´（ｋ）の値が目標着磁量との乖離が所定の範囲より大きい場合は再度着磁処理を行うようにしてもよい。

＜磁化量の計算処理＞
図１６は、磁化量の計算の流れを示すフローチャートである。なお、図１６では、図１５と同様に、処理ＭＡＤｎ（ｋ）が行われる場合を代表例として説明する。ここで、計算で求められる時間に関する関数して求められる磁化量を計算磁化量ΔＨｃ（ｔ）と呼ぶ。ここで、時刻ｔは航行データの時刻データに相当する。即ち、実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）を計算する場合は、時刻ｔは実績航行データＤｎｊの時刻データＤＴ１の時刻に相当し、計算磁化量ΔＨｃ（ｔ）は実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）に相当する。予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）を計算する場合は、時刻ｔは予定航行データＤｎｆ（ｋ＋１）の時刻データＤＴ２の時刻に相当し、計算磁化量ΔＨｃ（ｔ）は予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）に相当する。

図１６に示すルーチンではまず、ステップＳ１０１で磁化量演算テーブルの初期化が実施される。具体的には例えば、計算磁化量ΔＨｃ（ｔ）の値をゼロとする。

次にステップＳ１０３にて地球磁界データＤＭＧと航行データとＸ，Ｙ及びＺ軸方向の磁化係数が取得される。地球磁界データＤＭＧは地球磁界データベース１６から取得される。航行データは、航行データベース１７から取得される。航行データには、時刻に関連付けられた、位置データと方向データが含まれる。航行データは実績変化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）を計算する場合は、実績航行データＤｎｊに相当し、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）を計算する場合は、予定航行データＤｎｆ（ｋ＋１）に相当する。磁化係数は、船体情報データベース１５から取得される。取得される磁化係数は海洋移動体２０のものでもよいし、類似移動体のものでもよい。例えば、海洋移動体２０の磁化係数（第１磁化係数）が船体情報データベース１５に存在しない場合、類似移動体のそれ（第２磁化係数）が代用される。

次にステップＳ１０５にて、初期の計算時刻として航行データの時刻データの第１番目のデータを計算時刻としてセットする。

次にステップＳ１０７にて航行データ中の位置データと地球磁界データＤＭＧから計算時刻における海洋移動体２０の変換前地球磁界ＭＧ＿ＡＲ２あるいはＭＧ＿Ａｆ２を計算する。

さらにステップＳ１０９にて計算時刻における海洋移動体２０の方向データから、変換前地球磁界を海洋移動体２０の方向を基準としたＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向に変換した変換後地球磁界ＭＧ＿ＤｒあるいはＭＧ＿Ｄｆに変換する。例えば、前記式（１）～（３）により変換する。

次にステップＳ１１１にて計算時刻における海洋移動体２０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の方向の単位時間当たりの磁化量を計算する。単位時間当たりの磁化量は例えば前記式（１０）～（１２）により計算する。実績磁化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）の計算に使用される単位時間当たりの磁化量が実績単位磁化量であり、予測磁化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）の計算に使用される単位時間当たりの磁化量が予測単位磁化量である。

次にステップＳ１１３にて今回の計算時刻と前回の計算時刻の差をΔＴとし、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸の方向の単位時間当たりの磁化量との積（これを刻み時間磁化量δＨｃとする）を計算し、さらに計算磁化量ΔＨｃ（ｔ）と刻み時間磁化量との和を新たな計算磁化量ΔＨｃ（ｔ）とし、計算時刻と計算磁化量ΔＨｃ（ｔ）を関連付けて計算磁化量データとして磁化量計算結果データベース１８に登録する。ただし、計算時刻が時刻データの第１番目の場合、ΔＴはゼロとする。

次にステップＳ１１５にて、計算時刻が航行データの時刻データの最終値であるか判定する。最終値でない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１２１へ進み、最終値である場合は磁化量の計算を終了とする。

ステップＳ１２１では現在の計算時刻を前回の計算時刻に設定し、航行データの次の時刻を計算時刻として設定する。そして、ステップＳ１０７にもどる。ステップＳ１０７からステップＳ１１５、ステップＳ１２１のループは所謂数値積分であるので台形積分法等より正確な手法を用いてもよい。

この様に図１６に示すフローチャートのステップＳ２に従い、航行データとして実績航行データＤｎｊを使用した場合は航行中の実績磁化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）を求めることができる。したがって、実績磁化量ΔＨｒ（ｋ、ｔ）の最終値である累積実績変化量ΣΔＨｒ（ｋ）をもとめることができる。図１５のさらにステップＳ２、Ｓ３、Ｓ３１のフローチャートに従い、磁化係数Ｗを補正することができる。さらに図１６に示す、航行データとして予定航行データＤｎｆ（ｋ＋１）を使用した場合は予定航行中の予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）を求めることができる。したがって予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）の最終値である累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）を求めることができる。よって、図１５のステップＳ５およびＳ６により、海洋移動体２０に対し、処理前永久磁気実測値Ｈｊ１（ｋ）と累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）に対応した適切な消磁処理と着磁処理を行うことが出来る。

例えば、ステップＳ８の着磁処理に於いて、次回の着磁処理直前の予定時刻における累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）を打ち消す様に目標着磁量を決定することができる。

３．効果
以上説明した第１の実施形態に係るシステムによれば、永久磁気調整処理において累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）の計算処理が行われる。この計算処理によれば、次回の航行が終了した時点において海洋移動体２０生じている永久磁気Ｈの量が推定される。そのため、永久磁気調整処理において、現在の永久磁気（処理前永久磁気実測値Ｈｊ１（ｋ））を抜くための消磁処理に加えて、累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）を事前に打ち消すための着磁処理を行うことが可能となる。よって、次回の航行の最中における海洋移動体２０の永久磁気Ｈを低レベルに維持することが可能となる。

特に、累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）の計算処理の実行は、処理ＭＡＤｎ（ｋ－１）の実施後から処理ＭＡＤｎ（ｋ）の実施前までの航行実績と、処理ＭＡＤｎ（ｋ）の実施後から処理ＭＡＤｎ（ｋ＋１）の実施前までの航行スケジュールとの一致を問わない。故に、累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）の計算処理によれば、次回の航行の最中における海洋移動体２０の永久磁気Ｈを低レベルに維持することが可能な汎用性の高い技術を提供することが可能となる。

４．第１変形例
次に第１の実施形態の第１変形例について説明する。第１の実施例と第１変形例の相違点は、第１の実施形態は処理ＭＡＤｎ（ｋ）の着磁処理における目標着磁量は累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）を打ち消す量であったことに対し、第１変形例は予定航路における予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）の最大値と最小値の和の１／２に相当する磁化量を打ち消す量を目標着磁量とすることである。海洋移動体２０の処理ＭＡＤｎ（ｋ）における着磁量は累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）を打ち消す量であるため、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）のピーク値の磁化極性と累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）が同極性の場合は、航行中の永久磁気のピーク値を低レベルに維持することが可能であるが、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）のピーク値の磁化極性と累積予測変化量ΣΔＨｆ（ｋ＋１）が逆極性の場合は航行中の永久磁気のピーク値の絶対値が増加してしまう可能性がある。これに対し、第１変形例は予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）の最大値と最小値の和の１／２（最大値と最小値の平均値）に相当する着磁量を打ち消す量を目標着磁量とすることにより、必ず、予測磁化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）の絶対値のピーク値の極性と処理ＭＡＤｎ（ｋ）における着磁量の極性が逆になるので、次回の航行の最中における海洋移動体２０の永久磁気Ｈを低レベルに維持することが可能な汎用性の高い技術を提供することが可能となる。ここで、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）は３次元のベクトル量であるためＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各成分について、最大値と最小値の和の１／２（最大値と最小値の平均値）に相当する磁化量を打ち消す量を目標着磁量としてもよい。例えば図４において予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）のＸ方向成分の最大値は時刻ｔ９´においてΔＨＸｆｔ９´であり、最小値は時刻ｔ５´においてΔＨＸｆｔ５´である。したがって、処理ＭＡＤｎ（ｋ）における着磁量のＸ方向の目標値（目標着磁量）は－（ΔＨＸｆｔ９´＋ΔＨＸｆｔ５´）／２である。Ｙ軸、Ｚ軸の各成分についても同様に、最大値と最小値の和の１／２（最大値と最小値の平均値）に相当する磁化量を打ち消す量を目標着磁量としてもよい。よって、第１の実施形態の変形例その１によれば、海洋移動体２０の航行中の永久磁気を低減できる永久磁気調整シスステムを提供することができる。

５．第２変形例
次に第１の実施形態の第２変形例について説明する。第１変形例と第２変形例の相違点は、第１変形例は処理ＭＡＤｎ（ｋ）の着磁処理における目標着磁量は予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）の最大値と最小値の和の１／２に相当する着磁量を打ち消す量とすることに対し、第２変形例は予定航行データの特定の航行海域（位置範囲）内における予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）の最大値と最小値の和の１／２（最大値と最小値の平均値）に相当する着磁量を打ち消す量とすることである。たとえば、予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）は３次元のベクトル量であるためＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の各成分について、特定の航行海域の最大値と最小値の和の１／２（最大値と最小値の平均値）に相当する磁化量（最大と最小の平均値）を打ち消す量を目標着磁量としてもよい。ここで、特定の航行海域は１つでも複数でもよい。特定の領域が複数の場合は、複数の領域の内の最大と、複数の領域の内の最小の平均値を打ち消す量を目標着磁量としてもよい。特定の航行海域とは例えば海洋移動体２０の船体磁気（永久磁気）を利用した第三者からの捕捉を避ける必要のある位置領域である。ここで位置領域を海域と言い換えてもよい。例えば図７において、係留施設ＢＦ１、２、３がある海域ＡＲ３、７、９は第三者からの補足の可能性のない地域であり、それ以外の海域ＡＲ１、２、４、５、６、８が特定位置領域とし、図４の様に予測変化量のＸ軸成分ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）が変化すると計算されたとすると、特定航行位置データ領域における予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）のＸ軸成分ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）最大値はＡＲ２に進入した時刻ｔ１０´における値ΔＨｘｆｔ１０´となり、最小値はＡＲ８を離脱する時刻ｔ５´における値ΔＨｘｆｔ５´となる。よって、特定位置データ領域における予測変化量ΔＨｆ（ｋ＋１、ｔ）のＸ軸成分ΔＨＸｆ（ｋ＋１、ｔ）の最大と最小の平均値はΔＨｘｆｔ１０´＋ΔＨｘｆｔ５´）／２となる。したがって処理ＭＡＤｎ（ｋ）におけるＸ軸方向の目標着磁量は上記を打ち消す磁化量であるので、－（ΔＨｘｆｔ１０´＋ΔＨｘｆｔ５´）／２となる。他の軸方向も同様に目標着磁量を設定できる。よって、本変形例によれば、次回の航行の最中における海洋移動体２０の永久磁気Ｈを、特に特定の海域において低レベルに維持することが可能な汎用性の高い技術を提供することが可能となる。

１０ 永久磁気調整システム
１１ 電源装置
１２ ソレノイドケーブル
１３ 磁気センサ
１４ 制御装置
１４ａ，２１ｂ 通信部
１４ｂ 登録処理部
１４ｃ 永久磁気調整処理部
１５ 船体情報データベース
１６ 地球磁界データベース
１７ 航行データベース
１８ 磁化量計算結果データベース
２２ データベース
２０ 海洋移動体
ＡＲｉ，ＡＲ１～９ 海域
ＢＦ１～３ 係留施設
Ｈ 永久磁気

Claims (6)

1. 海洋移動体が有する船体の永久磁気を調整する永久磁気調整システムであって、
   前記海洋移動体の有する海洋移動体の所定軸方向の永久磁気を測定する磁気センサと、 電流の供給を受けて磁界を発生させる磁界発生源と、
   前記海洋移動体の航行前に、前記磁界発生源が発生する磁界を用いて前記海洋移動体の前記所定軸方向の永久磁気を調整する永久磁気調整処理を行う制御部と、
   地球上の位置に関連付けられたベクトル量としての地球磁界データと、前記海洋移動体が、今回の永久磁気調整処理後から、次回の永久磁気調整処理前までに予定される、時間に関連付けられた、前記海洋移動体の位置と船体方向のデータを含む予定航行データとが格納されたデータベースと、を備え、
   前記制御部は、前記永久磁気調整処理において、
   前記磁気センサから今回の永久磁気処理直前の所定軸方向の永久磁気の値である処理前永久磁気実測値を測定し、
   前記地球磁界データと前記予定航行データを関連付け、前記予定航行データの各時間における、前記海洋移動体の前記所定軸方向の単位時間あたりの磁化量である予測単位磁化量を前記地球磁界データに基づいて計算し、前記海洋移動体の前記所定軸方向の前記予測単位磁化量を時間的に積算することにより、今回の永久磁気調整処理後から次回の永久磁気調整処理前までの前記海洋移動体の予定航路に渡る前記所定軸方向の磁化量である予測変化量をさらに計算し、前記予測変化量に基づき前記所定軸方向の目標着磁量を決定し、
   前記処理前永久磁気実測値と、前記目標着磁量とに基づき、前記海洋移動体に付与する磁化量を調整する様に、前記磁界発生源に供給する電流と時間を制御する
   ことを特徴とする海洋移動体の永久磁気調整システム。
2. 請求項１に記載の永久磁気調整システムであって、
   前記データベースには、更に、前回の永久磁気調整処理の実施後から今回の永久磁気調整処理の実施前の過去の航行中に前記海洋移動体が通過した時間に関連付けられた、前記海洋移動体の位置と船体方向のデータを含む実績航行データと、前記海洋移動体の前記所定軸方向ごとの磁化係数のデータと、前記前回の永久磁気調整処理の磁気量調整後に前記磁気センサで測定した所定軸方向の永久磁気の値である前回の処理後永久磁気実測値のデータとが格納され、
   前記制御部は、前記永久磁気調整処理において、
   前記処理前永久磁気実測値と、前記前回の処理後永久磁気実測値との差から先記所定軸方向の実測変化量を求め、
   前記制御部は、更に、
   前記実績航行データを前記地球磁界データと関連付け、前記実績航行データの各時間における、前記海洋移動体の前記所定軸方向の単位時間あたりの磁化量である実績単位磁化量を前記地球磁界データに基づいて計算し、前記海洋移動体の前記所定軸方向の前記実績単位磁化量を時間的に積算することにより、前回の永久磁気調整処理後から今回の永久磁気調整処理前までの前記海洋移動体の実績航路に渡る前記所定軸方向の磁化量である実績変化量をさらに計算し、前記実績航行データの最終時刻に相当する前記実績変化量である累積実績変化量と、前記実測変化量との比較を行い、前記データベースに格納された前記磁化係数のデータを補正し、
   前記制御部は、前記永久磁気調整処理において、前記予測単位磁化量を前記地球磁界データと、補正された前記磁化係数とに基づいて計算する
   ことを特徴とする海洋移動体の永久磁気調整システム。
3. 請求項１または２に記載の永久磁気調整システムであって、
   前記データベースには、更に、前記海洋移動体の前記所定軸方向ごとの磁化係数のデータを示す第１磁化係数のデータと、前記海洋移動体と形状およびサイズにおいて類似する類似移動体の前記所定軸方向ごとの磁化係数のデータを示す第２磁化係数のデータとが格納されており、
   前記制御部は、前記永久磁気調整処理において、前記地球磁界データと、前記第１磁化係数とに基づいて前記予測変化量を計算し、
   前記制御部は、前記予測変化量の計算において、前記第１磁化係数が前記データベースに存在しない場合、前記第２磁化係数を代用する
   ことを特徴とする海洋移動体の永久磁気調整システム。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の永久磁気調整システムであって、
   前記目標着磁量が、前記予定航行データの最終時刻に相当する前記予測変化量である累積予測変化量を打ち消す磁化量となる様に決定される
   ことを特徴とする海洋移動体の永久磁気調整システム。
5. 請求項１から３の何れか１項に記載の永久磁気調整システムであって、
   前記目標着磁量が、前記予定航路において、少なくとも一つの所定の位置範囲内における前記海洋移動体の各軸方向の前記予測変化量の最大と最小の平均値を打ち消す磁化量となる様に決定される
   ことを特徴とする海洋移動体の永久磁気調整システム。
6. 請求項１から５の何れか１項に記載の永久磁気調整システムであって、
   前記海洋移動体の船体方向のデータは、船首方向及び船体の船首方向を軸とした回転角のデータを含む
   ことを特徴とする海洋移動体の永久磁気調整システム。

Images