JPH05203715A - 目標信号到来方位測定方式 - Google Patents
目標信号到来方位測定方式Info
- Publication number
- JPH05203715A JPH05203715A JP3852092A JP3852092A JPH05203715A JP H05203715 A JPH05203715 A JP H05203715A JP 3852092 A JP3852092 A JP 3852092A JP 3852092 A JP3852092 A JP 3852092A JP H05203715 A JPH05203715 A JP H05203715A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- hydrophone
- received
- target signal
- directivity
- 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.)
- Pending
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- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 目標信号の到来方位が０°，９０°，１８０
°及び２７０°近傍にあるときの測定方位の誤差を低減
する。 【構成】 東西方向と南北方向とで仕切られる４つの象
限において測定方位の分散が少ない方位は４５°の方位
である。そこで、指向性合成部３は方位測定部２からの
目標信号の到来方位ＢA を概略測定方位とし、これとＮ
Ｓ受信信号ＲNS及びＥＷ受信信号ＲEWとに基づき、ＮＳ
ハイドロホンとＥＷハイドロホンをＢA −４５°回動
し、それぞれの最大感度軸がＢA −４５°及びＢA ＋４
５°の方向にある場合に受信されたのと等価な信号（Ｎ
Ｓ合成信号ＳNS、ＥＷ合成信号ＳEW）を合成形成する。
詳細方位測定部４は、概略測定方位ＢA とＮＳ合成信号
ＳNSとＥＷ合成信号ＳEWとに基づき目標信号の到来方位
ＢM を算出する。
°及び２７０°近傍にあるときの測定方位の誤差を低減
する。 【構成】 東西方向と南北方向とで仕切られる４つの象
限において測定方位の分散が少ない方位は４５°の方位
である。そこで、指向性合成部３は方位測定部２からの
目標信号の到来方位ＢA を概略測定方位とし、これとＮ
Ｓ受信信号ＲNS及びＥＷ受信信号ＲEWとに基づき、ＮＳ
ハイドロホンとＥＷハイドロホンをＢA −４５°回動
し、それぞれの最大感度軸がＢA −４５°及びＢA ＋４
５°の方向にある場合に受信されたのと等価な信号（Ｎ
Ｓ合成信号ＳNS、ＥＷ合成信号ＳEW）を合成形成する。
詳細方位測定部４は、概略測定方位ＢA とＮＳ合成信号
ＳNSとＥＷ合成信号ＳEWとに基づき目標信号の到来方位
ＢM を算出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、目標信号到来方位測定
方式に係り、特に指向性ソノブイにより受信された目標
信号の到来方位を測定する目標信号到来方位測定方式に
関する。
方式に係り、特に指向性ソノブイにより受信された目標
信号の到来方位を測定する目標信号到来方位測定方式に
関する。
【０００２】
【従来の技術】目標信号の到来方位を測定するのに用い
る指向性ソノブイは、ＯＭＮＩハイドロホンとＮＳハイ
ドロホンとＥＷハイドロホンとを備えるが、各ハイドロ
ホンの指向性は図２に示すようになっている。即ち、Ｏ
ＭＮＩハイドロホンは全方向に一様な指向性（ＯＭＮＩ
指向性）を有し（図２（ａ））、ＮＳハイドロホンは南
北方向に８の字形指向性の最大感度軸（ＮＳ指向性）を
有し（図２（ｂ））、ＥＷハイドロホンは東西方向に８
の字形指向性の最大感度軸（ＥＷ指向性）を有する（図
２（ｃ））。
る指向性ソノブイは、ＯＭＮＩハイドロホンとＮＳハイ
ドロホンとＥＷハイドロホンとを備えるが、各ハイドロ
ホンの指向性は図２に示すようになっている。即ち、Ｏ
ＭＮＩハイドロホンは全方向に一様な指向性（ＯＭＮＩ
指向性）を有し（図２（ａ））、ＮＳハイドロホンは南
北方向に８の字形指向性の最大感度軸（ＮＳ指向性）を
有し（図２（ｂ））、ＥＷハイドロホンは東西方向に８
の字形指向性の最大感度軸（ＥＷ指向性）を有する（図
２（ｃ））。
【０００３】そして、目標は、３６０°の任意の方位に
存在するが、図２では第１象限において磁北から東に所
定角度Ｂ傾いた角度方向（目標方位）に目標が存在する
としてある。今、Ａを目標信号の強度とし、ＮOM、
ＮNS、ＮEWをそれぞれ無相関な水中雑音の強度とする
と、ＯＭＮＩハイドロホンの受信信号であるＯＭＮＩ受
信信号ＲOMは数式１で表され、ＮＳハイドロホンの受信
信号であるＮＳ受信信号ＲNSは数式２で表され、ＥＷハ
イドロホンの受信信号であるＥＷ受信信号ＲEWは数式３
で表される。
存在するが、図２では第１象限において磁北から東に所
定角度Ｂ傾いた角度方向（目標方位）に目標が存在する
としてある。今、Ａを目標信号の強度とし、ＮOM、
ＮNS、ＮEWをそれぞれ無相関な水中雑音の強度とする
と、ＯＭＮＩハイドロホンの受信信号であるＯＭＮＩ受
信信号ＲOMは数式１で表され、ＮＳハイドロホンの受信
信号であるＮＳ受信信号ＲNSは数式２で表され、ＥＷハ
イドロホンの受信信号であるＥＷ受信信号ＲEWは数式３
で表される。
【０００４】
【数１】ＲOM＝Ａ＋ＮOM
【０００５】
【数２】ＲNS＝Ａcos Ｂ＋ＮNS
【０００６】
【数３】ＲEW＝Ａsin Ｂ＋ＮEW
【０００７】ここに、指向性ソノブイにより受信された
目標信号の到来方位を測定する目標信号到来方位測定方
式は、従来、例えば図３に示すように、象限測定部１と
方位測定部２を中心に構成される。
目標信号の到来方位を測定する目標信号到来方位測定方
式は、従来、例えば図３に示すように、象限測定部１と
方位測定部２を中心に構成される。
【０００８】象限測定部１では、この指向性ソノブイか
ら、ＯＭＮＩハイドロホンの受信信号であるＯＭＮＩ受
信信号ＲOMと、ＮＳハイドロホンの受信信号であるＮＳ
受信信号ＲNSと、ＥＷハイドロホンの受信信号であるＥ
Ｗ受信信号ＲEWとを受けて、ＲOMに対するＲNS及びＲEW
の位相判定を行い、その判定結果を象限出力Ｑとして方
位測定部２に出力する。
ら、ＯＭＮＩハイドロホンの受信信号であるＯＭＮＩ受
信信号ＲOMと、ＮＳハイドロホンの受信信号であるＮＳ
受信信号ＲNSと、ＥＷハイドロホンの受信信号であるＥ
Ｗ受信信号ＲEWとを受けて、ＲOMに対するＲNS及びＲEW
の位相判定を行い、その判定結果を象限出力Ｑとして方
位測定部２に出力する。
【０００９】象限出力Ｑの内容は次の４通りである。即
ち、ＲNS及びＲEWがＲOMと同位相のときは、Ｑ＝０
°、ＲNSがＲOMと逆位相でＲEWがＲOMと同位相のとき
は、Ｑ＝９０°、ＲNSとＲEWが共にＲOMと逆位相のと
きは、Ｑ＝１８０°、ＲNSがＲOMと同位相でＲEWがＲ
OMと逆位相のときは、Ｑ＝２７０°である。
ち、ＲNS及びＲEWがＲOMと同位相のときは、Ｑ＝０
°、ＲNSがＲOMと逆位相でＲEWがＲOMと同位相のとき
は、Ｑ＝９０°、ＲNSとＲEWが共にＲOMと逆位相のと
きは、Ｑ＝１８０°、ＲNSがＲOMと同位相でＲEWがＲ
OMと逆位相のときは、Ｑ＝２７０°である。
【００１０】そして、方位測定部２は、象限出力ＱとＮ
Ｓ受信信号ＲNSとＥＷ受信信号ＲEWとに基づき数式４の
演算を実行し目標信号の到来方位ＢA を算出する。
Ｓ受信信号ＲNSとＥＷ受信信号ＲEWとに基づき数式４の
演算を実行し目標信号の到来方位ＢA を算出する。
【００１１】
【数４】ＢA ＝Ｑ＋tan -1（│ＲEW│／│ＲNS│）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ところで、目標信号の
到来方位と測定方位の誤差を表す分散との関係は、４つ
の象限において同様であって、図４に０°から９０°の
第１象限の範囲での関係を代表例として示してあるが、
図４から明らかなように、上述した従来の目標信号到来
方位測定方式では、目標信号の到来方位が０°，９０
°，１８０°及び２７０°の近傍である場合には、測定
方位の分散が大きくなるという問題がある。これは、Ｎ
Ｓ受信信号ＲNSに含まれる目標信号の強度Ａcos Ｂ、又
はＥＷ受信信号ＲEWに含まれる目標信号の強度Ａsin Ｂ
が減少し、雑音の影響が現れるからであるが、改善が望
まれている。
到来方位と測定方位の誤差を表す分散との関係は、４つ
の象限において同様であって、図４に０°から９０°の
第１象限の範囲での関係を代表例として示してあるが、
図４から明らかなように、上述した従来の目標信号到来
方位測定方式では、目標信号の到来方位が０°，９０
°，１８０°及び２７０°の近傍である場合には、測定
方位の分散が大きくなるという問題がある。これは、Ｎ
Ｓ受信信号ＲNSに含まれる目標信号の強度Ａcos Ｂ、又
はＥＷ受信信号ＲEWに含まれる目標信号の強度Ａsin Ｂ
が減少し、雑音の影響が現れるからであるが、改善が望
まれている。
【００１３】本発明の目的は、目標信号の到来方位が０
°，９０°，１８０°及び２７０°の近傍にある場合の
測定方位の誤差の低減が図れる目標信号到来方位測定方
式を提供することにある。
°，９０°，１８０°及び２７０°の近傍にある場合の
測定方位の誤差の低減が図れる目標信号到来方位測定方
式を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の目標信号到来方位測定方式は次の如き構成
を有する。即ち、本発明の目標信号到来方位測定方式
は、ＯＭＮＩハイドロホン（全方向に一様な指向性を有
する）とＮＳハイドロホン（南北方向に８の字形指向性
の最大感度軸を有する）とＥＷハイドロホン（東西方向
に８の字形指向性の最大感度軸を有する）とを備える指
向性ソノブイの、ＯＭＮＩハイドロホンで受信されたＯ
ＭＮＩ受信信号とＮＳハイドロホンで受信されたＮＳ受
信信号とＥＷハイドロホンで受信されたＥＷ受信信号と
を受けて、ＯＭＮＩ受信信号に対するＮＳとＥＷの各受
信信号の位相関係から目標信号の到来方位の象限を判定
する象限判定部と； 前記ＮＳとＥＷの各受信信号と前
記象限判定部の出力とを受けて目標信号の到来方位を算
出する方位測定部と； を備える目標信号到来方位測定
方式において； 前記ＮＳとＥＷの各受信信号と前記方
位測定部の出力とを受けてＮＳハイドロホンとＥＷハイ
ドロホンとをその８の字形指向性の最大感度軸を所定角
度回動させて受信したのと等価な合成信号（ＮＳ合成信
号、ＥＷ合成信号）を形成出力する指向性合成部と；
前記方位測定部の出力と前記指向性合成部の出力（ＮＳ
合成信号、ＥＷ合成信号）とを受けて目標信号の到来方
位を算出する詳細方位測定部と； を備えたことを特徴
とするものである。
に、本発明の目標信号到来方位測定方式は次の如き構成
を有する。即ち、本発明の目標信号到来方位測定方式
は、ＯＭＮＩハイドロホン（全方向に一様な指向性を有
する）とＮＳハイドロホン（南北方向に８の字形指向性
の最大感度軸を有する）とＥＷハイドロホン（東西方向
に８の字形指向性の最大感度軸を有する）とを備える指
向性ソノブイの、ＯＭＮＩハイドロホンで受信されたＯ
ＭＮＩ受信信号とＮＳハイドロホンで受信されたＮＳ受
信信号とＥＷハイドロホンで受信されたＥＷ受信信号と
を受けて、ＯＭＮＩ受信信号に対するＮＳとＥＷの各受
信信号の位相関係から目標信号の到来方位の象限を判定
する象限判定部と； 前記ＮＳとＥＷの各受信信号と前
記象限判定部の出力とを受けて目標信号の到来方位を算
出する方位測定部と； を備える目標信号到来方位測定
方式において； 前記ＮＳとＥＷの各受信信号と前記方
位測定部の出力とを受けてＮＳハイドロホンとＥＷハイ
ドロホンとをその８の字形指向性の最大感度軸を所定角
度回動させて受信したのと等価な合成信号（ＮＳ合成信
号、ＥＷ合成信号）を形成出力する指向性合成部と；
前記方位測定部の出力と前記指向性合成部の出力（ＮＳ
合成信号、ＥＷ合成信号）とを受けて目標信号の到来方
位を算出する詳細方位測定部と； を備えたことを特徴
とするものである。
【００１５】
【作用】次に、前記の如く構成される本発明の目標信号
到来方位測定方式の作用を説明する。本発明では、方位
測定部で算出した目標信号の到来方位を概略測定方位と
し、これとＮＳハイドロホン及びＥＷハイドロホンの各
受信信号とに基づきＮＳハイドロホンとＥＷハイドロホ
ンとを測定方位の分散の少ない所定角度だけ回動して受
信したのと等価な合成信号を形成し、この合成信号に基
づき方位測定を行う。従って、測定方位誤差の著しく小
さい到来方位を得ることができる。
到来方位測定方式の作用を説明する。本発明では、方位
測定部で算出した目標信号の到来方位を概略測定方位と
し、これとＮＳハイドロホン及びＥＷハイドロホンの各
受信信号とに基づきＮＳハイドロホンとＥＷハイドロホ
ンとを測定方位の分散の少ない所定角度だけ回動して受
信したのと等価な合成信号を形成し、この合成信号に基
づき方位測定を行う。従って、測定方位誤差の著しく小
さい到来方位を得ることができる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例に係る目標信号到来方
位測定方式を示す。本発明では、従来の構成（図３）
に、指向性合成部３と詳細方位測定部４とを追加してあ
る。以下、本発明に係る部分を中心に説明する。
する。図１は、本発明の一実施例に係る目標信号到来方
位測定方式を示す。本発明では、従来の構成（図３）
に、指向性合成部３と詳細方位測定部４とを追加してあ
る。以下、本発明に係る部分を中心に説明する。
【００１７】指向性合成部３には、ＮＳ受信信号ＲNSと
ＥＷ受信信号ＲEWと方位測定部２の出力（目標信号の到
来方位）ＢA とが入力する。
ＥＷ受信信号ＲEWと方位測定部２の出力（目標信号の到
来方位）ＢA とが入力する。
【００１８】ここに、目標信号の到来方位ＢA は測定方
位であるが、この測定方位の分散が最も小さくなる到来
方位は、図４で説明したように、各象限において４５°
の方位である。
位であるが、この測定方位の分散が最も小さくなる到来
方位は、図４で説明したように、各象限において４５°
の方位である。
【００１９】そこで、指向性合成部３では、目標信号の
到来方位ＢA を概略測定方位とし、これとＮＳ受信信号
ＲNS及びＥＷ受信信号ＲEWとに基づき、ＮＳ指向性（図
２（ｂ））を有するＮＳハイドロホンとＥＷ指向性（図
２（ｃ））を有するＥＷハイドロホンをＢA −４５°回
動し、それぞれの最大感度軸がＢA −４５°及びＢA＋
４５°の方向にある場合に受信されたのと等価な信号
（ＮＳ合成信号、ＥＷ合成信号）を合成形成し、詳細方
位測定部４に出力する。
到来方位ＢA を概略測定方位とし、これとＮＳ受信信号
ＲNS及びＥＷ受信信号ＲEWとに基づき、ＮＳ指向性（図
２（ｂ））を有するＮＳハイドロホンとＥＷ指向性（図
２（ｃ））を有するＥＷハイドロホンをＢA −４５°回
動し、それぞれの最大感度軸がＢA −４５°及びＢA＋
４５°の方向にある場合に受信されたのと等価な信号
（ＮＳ合成信号、ＥＷ合成信号）を合成形成し、詳細方
位測定部４に出力する。
【００２０】具体的には、ＮＳハイドロホンに関するＮ
Ｓ合成信号ＳNSは、数式５と表され、ＥＷハイドロホン
に関するＥＷ合成信号ＳEWは、数式６と表される。
Ｓ合成信号ＳNSは、数式５と表され、ＥＷハイドロホン
に関するＥＷ合成信号ＳEWは、数式６と表される。
【００２１】
【数５】 ＳNS＝ＲNS・cos(ＢA −４５°）＋ＲEW・sin(ＢA −４５°）
【００２２】
【数６】 ＳEW＝−ＲNS・sin(ＢA −４５°）＋ＲEW・cos(ＢA −４５°）
【００２３】そして、詳細方位測定部４では、概略測定
方位ＢA とＮＳ合成信号ＳNSとＥＷ合成信号ＳEWとを数
式７に適用して目標信号の到来方位ＢM を算出する。
方位ＢA とＮＳ合成信号ＳNSとＥＷ合成信号ＳEWとを数
式７に適用して目標信号の到来方位ＢM を算出する。
【００２４】
【数７】 ＢM ＝ＢA −４５°＋tan -1（│ＳEW│／│ＳNS│）
【００２５】斯くして、分散の少ない方位である４５°
の近傍では従来と同様であるが、分散が大きい０°，９
０°，１８０°及び２７０°の近傍では、ＮＳとＥＷの
各ハイドロホンを分散の少ない方位４５°の位置で受信
したのと等価な信号に変換するので、測定方位誤差を著
しく少なくできる。
の近傍では従来と同様であるが、分散が大きい０°，９
０°，１８０°及び２７０°の近傍では、ＮＳとＥＷの
各ハイドロホンを分散の少ない方位４５°の位置で受信
したのと等価な信号に変換するので、測定方位誤差を著
しく少なくできる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の目標信号
到来方位測定方式によれば、方位測定部で算出した目標
信号の到来方位を概略測定方位とし、これとＮＳハイド
ロホン及びＥＷハイドロホンの各受信信号とに基づきＮ
ＳハイドロホンとＥＷハイドロホンとを測定方位の分散
の少ない所定角度だけ回動して受信したのと等価な合成
信号を形成し、この合成信号に基づき方位測定を行うよ
うにしたので、測定方位誤差の著しく小さい到来方位を
得ることができる効果がある。
到来方位測定方式によれば、方位測定部で算出した目標
信号の到来方位を概略測定方位とし、これとＮＳハイド
ロホン及びＥＷハイドロホンの各受信信号とに基づきＮ
ＳハイドロホンとＥＷハイドロホンとを測定方位の分散
の少ない所定角度だけ回動して受信したのと等価な合成
信号を形成し、この合成信号に基づき方位測定を行うよ
うにしたので、測定方位誤差の著しく小さい到来方位を
得ることができる効果がある。
【図１】本発明の一実施例に係る目標信号到来方位測定
方式の構成ブロック図である。
方式の構成ブロック図である。
【図２】指向性ソノブイのＯＭＮＩ、ＮＳ及びＥＷの各
ハイドロホンの指向性を示し、（ａ）はＯＭＮＩ指向性
図、（ｂ）はＮＳ指向性図、（ｃ）はＥＷ指向性図であ
る。
ハイドロホンの指向性を示し、（ａ）はＯＭＮＩ指向性
図、（ｂ）はＮＳ指向性図、（ｃ）はＥＷ指向性図であ
る。
【図３】従来の目標信号到来方位測定方式の構成ブロッ
ク図である。
ク図である。
【図４】目標信号の到来方位と測定方位の分散との関係
図である。
図である。
１ 象限測定部 ２ 方位測定部 ３ 指向性合成部 ４ 詳細方位測定部
Claims (1)
- 【請求項１】 ＯＭＮＩハイドロホン（全方向に一様な
指向性を有する）とＮＳハイドロホン（南北方向に８の
字形指向性の最大感度軸を有する）とＥＷハイドロホン
（東西方向に８の字形指向性の最大感度軸を有する）と
を備える指向性ソノブイの、ＯＭＮＩハイドロホンで受
信されたＯＭＮＩ受信信号とＮＳハイドロホンで受信さ
れたＮＳ受信信号とＥＷハイドロホンで受信されたＥＷ
受信信号とを受けて、ＯＭＮＩ受信信号に対するＮＳと
ＥＷの各受信信号の位相関係から目標信号の到来方位の
象限を判定する象限判定部と； 前記ＮＳとＥＷの各受
信信号と前記象限判定部の出力とを受けて目標信号の到
来方位を算出する方位測定部と； を備える目標信号到
来方位測定方式において； 前記ＮＳとＥＷの各受信信
号と前記方位測定部の出力とを受けてＮＳハイドロホン
とＥＷハイドロホンとをその８の字形指向性の最大感度
軸を所定角度回動させて受信したのと等価な合成信号
（ＮＳ合成信号、ＥＷ合成信号）を形成出力する指向性
合成部と；前記方位測定部の出力と前記指向性合成部の
出力（ＮＳ合成信号、ＥＷ合成信号）とを受けて目標信
号の到来方位を算出する詳細方位測定部と； を備えた
ことを特徴とする目標信号到来方位測定方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3852092A JPH05203715A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 目標信号到来方位測定方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3852092A JPH05203715A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 目標信号到来方位測定方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05203715A true JPH05203715A (ja) | 1993-08-10 |
Family
ID=12527553
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3852092A Pending JPH05203715A (ja) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | 目標信号到来方位測定方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05203715A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006250830A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Nec Corp | 方位測定方法、方位測定方式及び水中音響計測ブイ |
| JP2011033584A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Nec Network & Sensor Systems Ltd | 人工物検出システム、該システムに用いられる人工物検出方法及び人工物検出制御プログラム |
-
1992
- 1992-01-29 JP JP3852092A patent/JPH05203715A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006250830A (ja) * | 2005-03-11 | 2006-09-21 | Nec Corp | 方位測定方法、方位測定方式及び水中音響計測ブイ |
| JP2011033584A (ja) * | 2009-08-05 | 2011-02-17 | Nec Network & Sensor Systems Ltd | 人工物検出システム、該システムに用いられる人工物検出方法及び人工物検出制御プログラム |
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