JPH0156383B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0156383B2 JPH0156383B2 JP58104251A JP10425183A JPH0156383B2 JP H0156383 B2 JPH0156383 B2 JP H0156383B2 JP 58104251 A JP58104251 A JP 58104251A JP 10425183 A JP10425183 A JP 10425183A JP H0156383 B2 JPH0156383 B2 JP H0156383B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ship
- depth
- distance
- seabed
- data
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000013480 data collection Methods 0.000 claims 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 8
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 7
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/24—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave
- G01P5/241—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring the direct influence of the streaming fluid on the properties of a detecting acoustical wave by using reflection of acoustical waves, i.e. Doppler-effect
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は流速、流向などの測定方法に関するも
ので、とくに対水速度、流向の測定において、測
定精度の向上を計らんとするものである。
ので、とくに対水速度、流向の測定において、測
定精度の向上を計らんとするものである。
例えば巻網漁業において、潮の流れに関する詳
しいデータを知ることは非常に大切である。
しいデータを知ることは非常に大切である。
そのため超音波を利用して潮の流れを計測し、
その流速や流向を測定する装置が登場し実用に供
されているが、平穏な天候の時はともかく、天候
が悪いと船のローリングなどの影響をを受けて正
しい値が得られないという欠点があるので、何等
かの対策が望まれていた。
その流速や流向を測定する装置が登場し実用に供
されているが、平穏な天候の時はともかく、天候
が悪いと船のローリングなどの影響をを受けて正
しい値が得られないという欠点があるので、何等
かの対策が望まれていた。
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、誤
差の少ないデータを得るようにしたものである。
差の少ないデータを得るようにしたものである。
まず本発明に係る問題点を明らかにするため、
流速などを測定する原理的事項について説明す
る。
流速などを測定する原理的事項について説明す
る。
潮の流速を求めるためには、海底のような動か
ない基準に対する流れの速度、方向を求める必要
があるが、測定装置は船上に装備されており、測
定に当つて船は或る速度で移動するから、この移
動速度が潮の流速に加算されたり引算され、本来
の潮の流れを正しく測定することができない。
ない基準に対する流れの速度、方向を求める必要
があるが、測定装置は船上に装備されており、測
定に当つて船は或る速度で移動するから、この移
動速度が潮の流速に加算されたり引算され、本来
の潮の流れを正しく測定することができない。
そこで船上での影響を受けた潮の流れを測定す
ると同時に、海底に対する自船の動き量を測定
し、その動き量を引き算すれば海底に対する正し
い潮の流れを知ることができる。
ると同時に、海底に対する自船の動き量を測定
し、その動き量を引き算すれば海底に対する正し
い潮の流れを知ることができる。
ところで測定は、特公昭45−23314号に示され
ているように船底に取付けた送受波器から、指向
ビームの中心方向を垂直に対してある角度だけ斜
めに傾けて超音波を発射し、海底から反射して帰
来する反射波のドツプラー成分を検出すると共
に、予め測定の対象として設定した深度層に含ま
れる微生物とかゴミなどからの反射波のドツプラ
ー成分を検出し、それぞれの速度を求めている。
ているように船底に取付けた送受波器から、指向
ビームの中心方向を垂直に対してある角度だけ斜
めに傾けて超音波を発射し、海底から反射して帰
来する反射波のドツプラー成分を検出すると共
に、予め測定の対象として設定した深度層に含ま
れる微生物とかゴミなどからの反射波のドツプラ
ー成分を検出し、それぞれの速度を求めている。
しかし海が凪いで波が穏やかな日は、船は傾か
ないで水面に対して水平の状態で航走するが、風
や波などがあるとローリング、ピツチングを生じ
て水面に対して船が傾く。そのため予め定めた或
る深度の潮流を測定しようとしても、実際に測定
する深度は予定した深度と違つてしまい正しい測
定結果が得られない。
ないで水面に対して水平の状態で航走するが、風
や波などがあるとローリング、ピツチングを生じ
て水面に対して船が傾く。そのため予め定めた或
る深度の潮流を測定しようとしても、実際に測定
する深度は予定した深度と違つてしまい正しい測
定結果が得られない。
すなわち第１図イの平穏な海の状態で、海面１
にある船２から海底３に向つて点線矢印の斜め方
向に超音波ビームを発射し、Ａ点に相当する予定
深度（船からの距離で示すとＬとなる）のデータ
を求める意図であるが、第１図ロに示すように船
２が傾くと、測定する位置はＢ点になり、Ａ点と
Ｂ点の深度差はΔLとなつてしまう。
にある船２から海底３に向つて点線矢印の斜め方
向に超音波ビームを発射し、Ａ点に相当する予定
深度（船からの距離で示すとＬとなる）のデータ
を求める意図であるが、第１図ロに示すように船
２が傾くと、測定する位置はＢ点になり、Ａ点と
Ｂ点の深度差はΔLとなつてしまう。
本発明は以上説明したように船が傾いて予定し
た深度と較べΔLだけ異なる深度を測定するのを
修正し、船が傾いても常に予定した深度のデータ
をサンプリングするようにしたものである。
た深度と較べΔLだけ異なる深度を測定するのを
修正し、船が傾いても常に予定した深度のデータ
をサンプリングするようにしたものである。
すなわち船のローリング、ピツチングによる海
底までの深度変化に対し、海底起伏の変化の方が
少ないため、送信毎に得られる水深の移動平均を
とればローリング、ピツチングがない時とほぼ同
じの水深が得られるから、この移動平均値に対し
て送信毎の水深とを比較し、水深が平均値より浅
くなつた場合はそれに比例してサンプリングのゲ
ート位置を浅い方向に移動させ、反対に深くなつ
た場合はゲート位置を深い方に移動させるように
してある。
底までの深度変化に対し、海底起伏の変化の方が
少ないため、送信毎に得られる水深の移動平均を
とればローリング、ピツチングがない時とほぼ同
じの水深が得られるから、この移動平均値に対し
て送信毎の水深とを比較し、水深が平均値より浅
くなつた場合はそれに比例してサンプリングのゲ
ート位置を浅い方向に移動させ、反対に深くなつ
た場合はゲート位置を深い方に移動させるように
してある。
次に第２図を参照して計算式について説明す
る。
る。
第１図イと同様にローリング、ピツチングがな
いとき発射される超音波のビーム角がΘであり、
船から海底までの水深がｄ、ビーム方向の海底ま
での距離がｌとすると、船が傾いた時に発射され
るビーム角は垂直に対してΘ1又はΘ2となり、そ
れぞれのビーム方向の海底までの距離はl1又はl2
となる。
いとき発射される超音波のビーム角がΘであり、
船から海底までの水深がｄ、ビーム方向の海底ま
での距離がｌとすると、船が傾いた時に発射され
るビーム角は垂直に対してΘ1又はΘ2となり、そ
れぞれのビーム方向の海底までの距離はl1又はl2
となる。
ここで垂直方向において深度d′の層のデータを
求めるように設定した場合、ビームの異なる方向
について同じ深度のデータを取るためにはビーム
Θに対してはl′、ビームΘ1に対してはl1′、ビーム
Θ2に対してはl2′の点をサンプリングすればよい。
求めるように設定した場合、ビームの異なる方向
について同じ深度のデータを取るためにはビーム
Θに対してはl′、ビームΘ1に対してはl1′、ビーム
Θ2に対してはl2′の点をサンプリングすればよい。
図式計算を行つてそれぞれの関係をみると
ｄ＝ｌ cosΘ＝l1cosΘ1 ……(1)
これよりΘ1を求める
Θ1＝cos-1（ｌ／l1cosΘ） ……(2)
同様にして
d′＝l′cosΘ＝l1′cosΘ1 ……(3)
したがつて
l1′＝l′cosΘ／cosΘ1 ……(4)
(2)式を代入すると
l1′＝l′cosΘ／cos（cos-1ｌ／l1cosΘ） ……(5)
によつてl1′のサンプリング位置が判る。
ビーム角Θ2についても同様の図式計算を行う
と、(5)式においてl1′の代りにl2′、l1の代りにl2を
置き代えた結果が得られるから、サンプリング位
置の決定は(5)式の場合と同じ要領でよい。
と、(5)式においてl1′の代りにl2′、l1の代りにl2を
置き代えた結果が得られるから、サンプリング位
置の決定は(5)式の場合と同じ要領でよい。
参考のためローリング、ピツチングが起つた場
合の測定深度層、換言するとサンプリング層の変
化量を数値計算してみると ΔL＝cosΘ1−cosΘ／cosΘ×100％ ……(6) から求めることができ、例えばΘ＝30゜に対して
±10％の変化があるとΔL+10＝−11.5％、ΔL-10
＝＋8.5％となり、例えば100ｍ層をサンプリング
した場合に、88.5ｍから108.5ｍまで変化するこ
とになる。
合の測定深度層、換言するとサンプリング層の変
化量を数値計算してみると ΔL＝cosΘ1−cosΘ／cosΘ×100％ ……(6) から求めることができ、例えばΘ＝30゜に対して
±10％の変化があるとΔL+10＝−11.5％、ΔL-10
＝＋8.5％となり、例えば100ｍ層をサンプリング
した場合に、88.5ｍから108.5ｍまで変化するこ
とになる。
次に以上述べた事項をふまえ、実施する場合の
手段を第３図を参照して説明する。
手段を第３図を参照して説明する。
４は送信部、５は送受結合回路、６は送受波
器、７は受信部であり、送信部４から送信パルス
を送受結合回路５を介して送受波器６に送り、超
音波を水中に送出すると、送受波器６に帰来する
反射波は送受結合回路５を通つて受信部７で増幅
されるように構成した点は、通常の魚群探知機な
どの水中物体探知装置における場合と全く同じで
ある。
器、７は受信部であり、送信部４から送信パルス
を送受結合回路５を介して送受波器６に送り、超
音波を水中に送出すると、送受波器６に帰来する
反射波は送受結合回路５を通つて受信部７で増幅
されるように構成した点は、通常の魚群探知機な
どの水中物体探知装置における場合と全く同じで
ある。
８は処理部であり、演算部９、ゲート発生部１
０、ゲート回路１１及びドツプラーカウンタ１２
などで構成されている。
０、ゲート回路１１及びドツプラーカウンタ１２
などで構成されている。
前記送受波器６の指向ビームの中心は、前記の
如く標準状態において垂直方向に対して角度Θだ
け傾けてあり、したがつて船がローリング、ピツ
チングで傾くと、その傾きにつれて指向ビームの
中心がΘ1〜Θ2に変化する。
如く標準状態において垂直方向に対して角度Θだ
け傾けてあり、したがつて船がローリング、ピツ
チングで傾くと、その傾きにつれて指向ビームの
中心がΘ1〜Θ2に変化する。
データを求めようとする水深は、予め設定して
何米と決めてあるから、船が傾くと送受波器の位
置すなわち船底からその水深に相当する距離だけ
離れた位置の水域のデータが得られることは前に
述べた通りである。
何米と決めてあるから、船が傾くと送受波器の位
置すなわち船底からその水深に相当する距離だけ
離れた位置の水域のデータが得られることは前に
述べた通りである。
前記受信部７の出力には、Θ1〜Θ2に対応して
各点からの反射波が現われ、それぞれ予定した水
深と異なつた位置のデータが含まれるので、受信
部７の出力を演算部９に印加し、該演算部９は前
段の(5)式に従つて、Θ1〜Θ2の変動に対応してい
つでも予定した水深のデータを得るようにデータ
をサンプリングする時点を修正するための演算を
行い、ゲート発生部１０は該演算部９の出力を得
てゲートを発生するための起動用信号をゲート回
路１１に送る。
各点からの反射波が現われ、それぞれ予定した水
深と異なつた位置のデータが含まれるので、受信
部７の出力を演算部９に印加し、該演算部９は前
段の(5)式に従つて、Θ1〜Θ2の変動に対応してい
つでも予定した水深のデータを得るようにデータ
をサンプリングする時点を修正するための演算を
行い、ゲート発生部１０は該演算部９の出力を得
てゲートを発生するための起動用信号をゲート回
路１１に送る。
したがつてこのゲート回路１１に印加される受
信部７から到来する信号は、船が傾いてもその傾
きに応じて、予定水深に相当する層からの反射波
がサンプリングされ、ドツプラーカウンタ１２の
出力には予定水深におけるデータが現われる。
信部７から到来する信号は、船が傾いてもその傾
きに応じて、予定水深に相当する層からの反射波
がサンプリングされ、ドツプラーカウンタ１２の
出力には予定水深におけるデータが現われる。
以上の説明で明らかな通り、本発明は船が傾い
て超音波ビームの指向方向が変つても、予め設定
した水深のデータを得ることができるので、測定
値が正確であり信頼性の優れた資料が収集され、
実用上の効果は大きい。
て超音波ビームの指向方向が変つても、予め設定
した水深のデータを得ることができるので、測定
値が正確であり信頼性の優れた資料が収集され、
実用上の効果は大きい。
第１図は船が傾斜した場合の測定深度差につい
て説明した図。第２図は計算式の算出について説
明した図。第３図は実施例の系統図。 ４……送信部、５……送受結合回路、６……送
受波器、７……受信部、８……処理部、９……演
算部、１０……ゲート発生部、１１……ゲート回
路、１２……ドツプラーカウンタ。
て説明した図。第２図は計算式の算出について説
明した図。第３図は実施例の系統図。 ４……送信部、５……送受結合回路、６……送
受波器、７……受信部、８……処理部、９……演
算部、１０……ゲート発生部、１１……ゲート回
路、１２……ドツプラーカウンタ。
Claims (1)
- １ 船から送出する指向ビームの中心方向を垂直
方向に対して所定角度だけ傾けて超音波を送出
し、任意に設定した深度層及び海底からの反射波
を受信し、ドツプラー効果に基く周波数偏差を検
出して流速流向を算出する形式の超音波流速流向
計において、送受波器から送出された超音波の送
出方向が船の傾きにより変化した場合に、該変化
した方向の海底に至るまでの距離と、データを収
集する基準点として予め任意に設定した深度に至
るまでの船からの距離とを夫々算出し、前記算出
された海底に至るまでの距離及び設定深度までの
距離との割合を演算手段により演算し且つこの演
算されたデータの平均値を求め、この演算結果に
基きゲートを開いて反射波を受信しサンプリング
することにより常に予め設定した深度からのデー
タを取り出すようにしたことを特徴とする超音波
流速流向計における流速及び流向の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10425183A JPS59230165A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 超音波流速流向計における流速及び流向の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10425183A JPS59230165A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 超音波流速流向計における流速及び流向の測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59230165A JPS59230165A (ja) | 1984-12-24 |
| JPH0156383B2 true JPH0156383B2 (ja) | 1989-11-29 |
Family
ID=14375712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10425183A Granted JPS59230165A (ja) | 1983-06-13 | 1983-06-13 | 超音波流速流向計における流速及び流向の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59230165A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS603556A (ja) * | 1983-06-21 | 1985-01-09 | Marine Instr Co Ltd | 超音波流向流速計におけるとくに船速を測定する方法 |
| JPS61176452U (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-04 | ||
| CN114459732B (zh) * | 2022-04-11 | 2022-06-28 | 自然资源部第一海洋研究所 | 一种滩涂水沙动力环境综合观测装置 |
| CN117949055B (zh) * | 2024-03-26 | 2024-05-31 | 青岛清万水技术有限公司 | 一种用于计算流体流量测量仪表声道参数的方法 |
-
1983
- 1983-06-13 JP JP10425183A patent/JPS59230165A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59230165A (ja) | 1984-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110208812A (zh) | 半潜无人航行器海底三维地形探测装置及方法 | |
| CN110319811B (zh) | 一种自适应波浪效应的水下单波束高精度探测系统及方法 | |
| Joyce et al. | Shipboard acoustic profiling of upper ocean currents | |
| GB2138942A (en) | Determining the position of a marine seismic receiver cable acoustically | |
| AU5537599A (en) | Method for producing a 3d image | |
| CN108919274B (zh) | 一种基于单波束的浅水随波扫描探测系统及其工作方法 | |
| CN110907937A (zh) | 一种基于“t”型阵的掩埋物合成孔径三维成像方法 | |
| CN108398690A (zh) | 一种海底反向散射强度测量方法 | |
| US4176338A (en) | High resolution acoustic navigation system | |
| Zedel et al. | A three-component bistatic coherent Doppler velocity profiler: Error sensitivity and system accuracy | |
| US3727178A (en) | Echo sounding distance measurement method and apparatus | |
| JPH0156383B2 (ja) | ||
| JPS61262674A (ja) | 水中測位装置 | |
| CA2091430A1 (en) | Method of determining depth values for the bottom profile of a body of water | |
| JPS62124480A (ja) | 海氷の氷厚測定方法 | |
| JP2528973B2 (ja) | 水中探知装置 | |
| JP2642759B2 (ja) | 水中探知装置 | |
| JP2820311B2 (ja) | 潜水船の音響航法測定装置 | |
| JPS6239336Y2 (ja) | ||
| JPS6093317A (ja) | レ−ダ波高測定装置 | |
| JP2520734B2 (ja) | 超音波潮流計測装置 | |
| JP2885451B2 (ja) | ブロック据付出来形測定装置 | |
| JPH039020Y2 (ja) | ||
| JP2001264437A (ja) | 潮流分布測定システム、潮流分布測定装置、潮流分布測定方法、水中探知システム | |
| JPS622182A (ja) | 水中位置計測装置 |