JPH0368885A

JPH0368885A - 無索無人機用測位システム

Info

Publication number: JPH0368885A
Application number: JP20460389A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Iwasaki; 博岩崎
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 1989-08-09
Filing date: 1989-08-09
Publication date: 1991-03-25
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: JPH073464B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は無索無人機用測位システムに関する。

更に詳しくは、広域の海洋空間を活動する無索無人機に
遠方まで音響信号が伝播する層を利用し、予め決められ
た複数（３個以上）の地点より指定時間に音響信号を送
り音響信号が無索無人機に到達するのに要した時間より
音源からの距離を求め無索無人機の位置を修正する無索
無人機用測位システムに関するものである。

〔従来の技術〕

無索無人機は、一般に、行動能力が高く、広域の海底探
査に適している。しかし、広域の海底空間で自己の位置
を精度良く測定することが難しいと云う問題がある。

無索無人機の航法システムとしては、ｌＮ５（慣性航法
システム）、或いはＤＮＳ　（ドツプラ航法システム）
などが考えられるが、広域の海底探査にあっては時間と
ともに増大する累積誤差が問題となる。この累積誤差を
取り除くために、絶対位置の計測が不可欠である。

他方、ＧＰＳ　（全世界測位システム）は、高精度の絶
対位置を与えるが、電磁波は水中を透過しない。したが
って、ＧＰＳを利用して無索無人機の絶対位置を計測す
る場合は、海底付近で行っている海底探査を中断して海
面まで浮上しなければならないので、時間的に無駄が多
く、浅海域を除いて有効な測位手段とは言い難い。

ところで、日本周辺では、深度約１０００ｍ付近に音響
信号が遠くまで伝播するソファ−・チャンネル（ＳＯＦ
ＡＲＣＨＡＮＮＥＬ）と呼ばれる層が存在する（赤道付
近では、ソファ−・チャンネルの深度は４０００ｆｔ　
　（約１２００ｍ）、緯度が上がるにともなって深度も
浅くなり、極点付近では、水面付近となる。日本周辺で
は、深度約１０００ｍ付近にソファ−・チャンネルが存
在すると考えられる）。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、上記のソファ−・チャンネルを利用し、わざ
わざ、水面まで浮上しなくとも無索無人機の絶対位置を
高精度で測位可能な無索無人機用測位システムを提供す
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち、本発明の無索無人機用測位システムは、少な
くとも３箇所の指定温域に投下した発音源を音響信号が
遠方まで伝播する層まで沈降させると共に、無索無人機
を前記液層まで浮上させ、しかる後に、前記発音源を指
定時間に同時に爆破さセ、その音響信号の到達時間から
自己の水平位置を測定し、その測位データにより自己の
水平位置の誤差を修正することを特徴とするものである
。

ここで、音響信号が遠方まで伝（＄する層とは、所謂ソ
ファ−・チャンネル（ＳＯＦＡＩＩ　ＣＩＩＡＮＮＥ［
、）のことを言う。赤道付近では、深度約１２００ｍ付
近に存在する。緯度が上がるにともなって深度も浅くな
り、極点付近では、水面付近となる。

日本周辺では、深度約１０００ｍ付近に存在する。

また、無索無人機は、ＩＮＳ　（慣性航法システム）に
よって自己の位置を認識させることが望ましいが、ＤＮ
Ｓ　（ドソプラー航法システム）によって自己の位置を
認識させてもよい。

以下、図面により本発明の実施例について説明する。

第３図において、■は無索無人潜水機であり、ＩＮＳ　
（慣性航法システム）２によって自己の位置を認識する
ようになっている。また、この無人潜水機１は、水中マ
イクロフォン３を含む位置修正システム４を有し、ＩＮ
Ｓ　（慣性航法システム）２による累積誤差を取り除く
ようになっている。また、この無人潜水機１は、海底鉱
物探査用の探査２５５、深度計６、推進機７、水平舵８
及び垂直舵９を有している。

第１図に示すように、この無人潜水機ｌは、通常、−点
破線で示すように、海底付近を潜水しながら探査器５に
よる海底探査を行っている。

この無人潜水機１は、ＩＮＳ　（慣性航法システム）２
によって自己の位置を認識しているが、加速度或いは速
度を積分して位置を求めているために、時間とともに累
積誤差が問題となる。

従って、時々、絶対位置を測定し、累積誤差を取り除く
必要がある。

次に、ＩＮＳ　（慣性航法システム）による累積誤差の
修正について説明する。

（１１計測時間がきたら無人潜水機１は、海底探査を中
断したあと、実線で示すように（第１図参照）、ソファ
−・チャンネル深度（約１０１００Ｏまで浮上し、動力
系を停止して音響信号の到来を待つ。

（２）他方、第１図及び第２図に示すように、決められ
た時間の少し前に指定海域Ａ、Ｂ、Ｃに航空機１０Ａ、
ＩＯＢ、ＩＯＣから発音源ｌＩＡ、ＩＩＢ、ＩＩＣを投
下する。

第２図中、１２は北海道、１３は本州、１４はユーラシ
ア大陸、１５は日本海であり、斜線の部分は深度２００
０ｍ以上の温域を示す。

（３）各発音源１１Ａ、１目’３．ＩＩＣは、重錘の水
中重量によりソファ−・チャンネル深度まで降下する（
潮流などによる漂流壇はあらかしめ計測し補正しておく
）。

（４）指定深度に到達したら各発音ｊｆＸｚＡ。

１１Ｂ、ＩＩＣは、重錘く図示せず）を切り離して中正
浮力状態となり、ソファ−・チャンネル内にとどまる。

（５）指定時間になったら各発音源１１Ａ、ＩＩＢ、Ｉ
ＩＣは爆発し、音響信号を送る。

（６）無人潜水機■は、高精度の時計（図示せず）を有
しており、位置修正システム４により位置修正を行う（
第４図参照）。すなわち、（６−１）第１ステツプとし
て、水中マイクロフォン３が受信した音響信号の時間に
より発音源１１Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣから無人潜水機１に
伝播するに要した時間Ｔｔ　、Ｔ２　、Ｔｅｌを求め、
これから無人潜水機ｌから発音源１１Ａ、１１Ｂ、ＩＩ
Ｃまでの距離Ｒ１、Ｒｚ　、Ｒｔを求める。

（６−２）第２ステソプとして、上記の距離情報Ｒ１、
Ｒｚ　、Ｒ３により自己の位置を推定する。

すなわち、どの音波がどの音源からでたか、そのままで
は、特定できないので、すべての組み合わせについて位
置を推定する。

（６−３）第３ステソブとして、距離データＲ１゜Ｒ２
，Ｒ３と推定位置の整合性を考慮し、ｌＮ５（慣性航法
システム）による予想位置を比較し、最も確からしい位
置の特定を行う。これよりＩＮＳ　（慣性航法システム
）による予想位置の誤差を求める。

（６−４）第４のステップとして、位置誤差よりＩＮＳ
　（慣性航法システム）のデータ修正量（位置、速度、
加速度計のドリフト量）を求める。

（６−５）次いで、この修正量によりＩＮＳ　（慣性航
法システム）の累積誤差を修正する。

（７）以上の如く、ｌＮ５（慣性航法システム）の累積
誤差の修正を完了したら無人潜水ｎ１は、再度、海底に
潜行し、海底探査を続行する。

〔発明の効果〕

上記のように、本発明は、少な（とも３箇所のＪ１定海
域に投下した発音源を音響信号が遠方まで伝播する層ま
で沈降させると共に、無索無人機を前記液層まで浮上さ
せ、しかる後に、前記発音源を指定時間に同時に爆破さ
せ、その音響信号の到達時間から自己の水平位置を測定
し、その測位データにより自己の水平位置の誤差を修正
するから、自己の位置の修正に際して、わざわざ、水面
まで浮上しなくともよく、時間的なロスが従来に比べて
格段に向上するようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明にかかる無索無人機用測位シ
ステムの説明図、第３図は無人潜水機の斜視図、第４図
は位置修正システムの概略図である。Ａ、Ｂ、Ｃ・・・指定海域、１・・・無人潜水機、ＩＩ
Ａ、ＩＩＢ、ＩＩＣ・・・発音源。

Claims

【特許請求の範囲】

少なくとも３箇所の指定海域に投下した発音源を音響信
号が遠方まで伝播する層まで沈降させると共に、無索無
人機を前記液層まで浮上させ、しかる後に、前記発音源
を指定時間に同時に爆破させ、その音響信号の到達時間
から自己の水平位置を測定し、その測位データにより自
己の水平位置の誤差を修正することを特徴とする無索無
人機用測位システム。