JPH06180358A - ピンガーの位置検出方法 - Google Patents

ピンガーの位置検出方法

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JPH06180358A
JPH06180358A JP4352815A JP35281592A JPH06180358A JP H06180358 A JPH06180358 A JP H06180358A JP 4352815 A JP4352815 A JP 4352815A JP 35281592 A JP35281592 A JP 35281592A JP H06180358 A JPH06180358 A JP H06180358A
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JP
Japan
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sound wave
pinger
water depth
detecting
depth distance
Prior art date
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Application number
JP4352815A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Koyama
謙一 小山
Kyozo Yamatani
恭三 山谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kaijo Corp
Original Assignee
Kaijo Corp
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Publication date
Application filed by Kaijo Corp filed Critical Kaijo Corp
Priority to JP4352815A priority Critical patent/JPH06180358A/ja
Publication of JPH06180358A publication Critical patent/JPH06180358A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】測定地点に対するピンガーの位置方向と両者間
の直線距離が測定できるピンガーの位置検出方法に関す
る。 【構成】一定周期毎に位置方向検出用の音波aを送出す
ると共に、水圧測定に基づき水深距離を算出し、その水
深距離を予め定められた換算式により時間に変換して、
前記音波aの送出後から前記変換時間経過直後に水深距
離検出用の音波bを送出するピンガー12と、このピン
ガーの位置方向検出用の音波aを前後及び左右に所定間
隔をもって水面近傍に設けられた少なくとも4個の受波
器71〜74で受信し、各対向する前記受波器が受信す
る音波の位相角により前記ピンガーの位置方向角度を検
出すると共に、前記音波aを受信してから前記音波bを
受信するまでの時間を計時して水深距離を求め、この水
深距離と前記位置方向角度とから前記ピンガー12と前
記受波器との間の距離を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、SSBL(スーパーシ
ョートベースライン)方式を用いたピンガーの位置検出
方法に関し、特に測定地点からピンガーまでの直線距離
が測定できるピンガーの位置検出方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】海中の物標や地形の状況などの探査、或
いはダイバーの位置確認等を行う場合に用いる音波発振
器で、従来のピンガーは予め定められた音波を一定周期
で送出するもである。この従来のピンガーの位置測定方
法は図3に示してあるように、ピンガー1の音波発振制
御部2によって予め定められた周波数の一定周期の音波
aが送信部3で作成され送波器4から送波され、この音
波aは海水を伝播して測定船5の船底に設けられた受波
器7、受信部8、SSBL処理部9、CPU等からなる
演算制御部10及び位置を示す表示部11等から構成さ
れた位置検出装置6で受信し、ピンガー1の位置を測定
するものである。
【0003】このSSBL方式による具体的測定方法
は、図4(a)に示すように船底の前後及び左右に4個
の受波器71〜74をそれぞれ所定間隔で配置し、前後
方向の受波器71,72がピンガー1からの音波をそれ
ぞれ受信したときの位相角と、左右方向の受波器73,
74が音波をそれぞれ受信したときの位相角により演算
を行い、図4に示す垂直軸に対する開き角θとを舷側方
向の方位角Ψを検知することができるものである。この
測定結果は、表示部11にx軸とy軸で表した平面図上
に測定位置が表示されるものである。このように、従来
のピンガー1を使用する測定は、測定船5からピンガー
1の位置方向を測定することでその目的が達成されるも
のに限られていた。従がって、位置方向と距離の両方の
測定を必要とする場合には、測定船に送受波器を設けこ
の送受波器から送信される音波を受信することにより音
波を送信するトランスポンダを用い、測定船での送信か
ら受信までに要した時間から距離を求める方法を用いて
いた。なお、トランスポンダの位置方向の検出は前記し
たSSBL方式を用いるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
たトランスポンダを用いて測定する方法は、測定船及び
水中位置測定器のトランスポンダの両方に送受波器を備
えなければならず、特に水中位置測定器のトランスポン
ダは前記したピンガー1に比較し、形状が大型で重量も
重くダイバー等が携帯するには適当ではなかった。ま
た、コスト的にもピンガー1よりも高価であった。本発
明は、前述した水中位置測定器にピンガー1を用いなが
らトランスポンダと同様に測定船からの距離も測定でき
るようにし、ダイバーが携帯することができる水中位置
測定器としても用いることが出来るようにしたものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、一定周期毎に
位置方向検出用の音波を送出すると共に、水圧測定に基
づき水深距離を算出し、その水深距離を予め定められた
換算式により時間に変換して、前記位置方向検出用の音
波送出後から前記変換時間経過直後に水深距離検出用の
音波を送出するピンガーと、前記ピンガーの位置方向検
出用の音波を前後及び左右に所定間隔をもって測定地点
の水面近傍に設けられた少なくとも4個の受波器で受信
し、その前後及び左右に設けられた各対向する前記受波
器が受信する音波の位相角により前記ピンガーの位置方
向角度を検出すると共に、前記位置方向検出用の音波を
受信してから前記受波器が前記水深距離検出用の音波を
受信するまでの時間を計時し、当該時間を変換して水深
距離を求め、この水深距離と前記位置方向角度とから前
記ピンガーと前記受波器との間の距離を測定するように
したものである。
【0006】
【実施例】本発明のピンガーの位置検出方法に用いる、
水中位置測定器のピンガー12と位置検出装置16を図
1に示す。なお、図3と同一部分は同一符号で示してあ
る。図1において、水中位置測定器のピンガー12は、
水深に基づく水圧を測定する水圧センサー13、音波発
振制御装部14、周波数選択部15、送信部3及び送波
器4とを備えており、音波発振制御装部14は従来のピ
ンガー1の動作説明で述べたように、ピンガー12の測
定船5に対する位置方向を検出せしめる音波aを、一定
周期例えば1秒周期で7.5ms間予め定められた周波
数を送波器4から送波されるよう制御するものである
が、更に水圧センサー13で検出された水深を音波発振
制御装部14で予め定められた換算式、例えば水深1m
を1ms(1/1,000秒)で換算した時間経過後に
水深距離検出用の音波bを送出するものである。
【0007】即ち、前記のピンガー12の測定船5に対
する位置方向を検出せしめる音波aは、例えば35KH
zが7.5ms間送出されてから、水圧に基づく水深を
前記換算式(例えば水深1mを1ms)に基づき算出さ
れた時間(例えば水深100mの場合は100ms)経
過直後に水深距離検出用の音波b、例えば35.5KH
zを3.5ms間送出するよう音波発振制御装部14は
周波数選択部15に信号を送り、送信部3を介して送波
器4から前記音波bを送出せしめるものである。なお、
前述した実施例では位置方向検出用の音波が送出された
直後から、水深距離に変換された時間を計時するように
しているが、ノイズ等を考慮して位置方向検出用の音波
が送出された後一定時間、例えば5ms遅れた時間から
計時を開始するように、予め定めておくようにしてもよ
い。
【0008】次に、測定船の位置検出装置16によるピ
ンガー12の位置検出を図1及び図2を用いて説明す
る。ピンガー12から送出された位置方向検出用の音波
aは、測定船5の位置検出装置16の受波器7(71〜
74)で受波され、受信部8でピンガー12からの音波
を弁別してSSBL処理部9に送られ、受波器71と7
2及び受波器73と74の位相角を検出して演算制御部
18に送られ、この船首(尾)方向の垂直角θと舷側方
向の方位角Ψとから、ピンガー12の位置方向を測定す
る。
【0009】そして、この7.5ms間送出さる位置方
向検出用の35KHzの音波aが受波器7(受波器71
〜74の内の1つか、別に設けた受波器でもよい)で検
知終了後に、水深距離検出用の35.5KHzの音波b
を受波器7で受信されるまでの水深距離に変換された時
間を深度検出部17で検知し、このデータを演算制御部
18に送り平均水深距離(HP)に再度変換する。そし
て、この水深距離(HP)と前記ピンガー12の位置方
向の垂直角θとより、受波器7からピンガー12までの
直線距離を次の2式から求めることができる。
【0010】
【数1】cosθ=OC/OP ………1 OP=HP/cosθ ………2 (ただし、OC=H
Pとして) ただし、0=原点(測定船5に設けられたSSBL用受
波器7)、y軸=船首方向、x軸=舷側方向、z軸=深
度方向、P=音源(ピンガー)位置、Ψ=船首方向(y
軸)から計った音源Pの水平角度(方位角)、θ=深度
方向(z軸)から測定した音源Pの垂直角である。
【0011】この測定結果は、表示部11に原点Oを中
心とたx軸、y軸で表した平面図上に、ピンガー12の
位置が表示されると共に、ピンガー12の水深または原
点Oからピンガー12までの距離データを表示させ得る
ものである。なお、前述したようにノイズ等の検出を抑
制するために、方向位置検出用の音波aが送出された後
一定時間、例えば5ms遅らせた時点から計時を開始し
て水深距離に対応する時間経過後に水深距離検出用の音
波bを送出させるようにした場合は、深度検出部17ま
たは演算制御部18でその遅延時間を差し引いた時間を
水深距離に変換することは言うまでもない。また、方向
位置検出用の音波aの送出周期は、測定対象水深範囲や
単位時間当りの水深距離などにより、測定効率を高める
よう適宜選択することができる。また,表示部11に表
示される測定データは、複数回の測定データを平均した
データを表示させるようにして測定精度の向上を図るこ
とができる。
【0012】前述した水深距離測定においては、水圧測
定に基づいて算出された水深距離を時間に変換して、こ
の時間を位置検出用の音波aの送出と水深距離検出用の
音波bの送出との間の時間として水深距離データとして
送信しているが、本発明の他の実施例としては、前記し
た水圧測定に基づいて算出された水深距離を、複数の周
波数に変換して送る方法及び2つの周波数(音波)を用
いてバイナリーコードとして送る方法がある。
【0013】即ち、水深距離を複数の周波数に変換して
送る方法としては、例えば水深が400mとして1m当
たりの周波数差を50Hzとした場合、音波の周波数範
囲を25kHz(0m)〜45kHz(400m)と
し、水圧センサー13により検出されたピンガーの水深
距離に対応する周波数c1〜cnを選択し、位置検出用
の音波aを送出した後所定間隔をおいて送信部3から送
信器4を介して音波cxを送出させるものである。そし
て位置検出装置16は、先ず位置検出用の音波aを受信
し、前述したSSBL処理部9でピンガーの位置方向を
測定すると共に、次に送られてくる水深距離に対応する
周波数の音波cxを受信し、深度検出部17で検知して
水深距離データに変換して演算制御部18に送り、前記
位置方向データとによりピンがーの位置を算出して表示
部11に表示させるようにしたものである。
【0014】また、2つの周波数(音波)を用いてバイ
ナリーコードとして送る方法としては、例えば信号1を
35.5kHz(d)、信号0を34.5kHz(e)
の周波数の音波(d,e)として定めバイナリーコード
としてピンガーから送出するもので、8ビットの信号と
して送る場合は256の情報を送ることができる。即
ち、水深が255mであれば0m(e,e,e,e,
e,e,e,e)から255m(d,d,d,d,d,
d,d,d)まで1m単位での水深情報を送ることがで
きる。この水深情報は、前述したように水圧センサー1
3により検出されたピンガーの水深距離に対応するバイ
ナリーコードとしの音波dまたはeを、所定間隔を置い
て送信部3から送信器4を介して送出させ、この音波に
よるバイナリーコードの音波を前記した例と同様に深度
検出部17で検知して水深距離データに変換して演算制
御部18に送り、前記位置方向データとによりピンがー
の位置を算出して表示部11に表示させるようにしたも
のである。
【0015】なお、水圧センサーによって測定された水
深距離を、その水深距離に対応する周波数の音波c1〜
cn、或いは2つの周波数の音波d,eの組合せによる
バイナリーコードに変換して送信する場合の例として、
1m単位の水深情報として400m及び255mの水深
距離の測定について説明したが、周波数に変換して送る
場合においては、周波数の帯域幅を拡げたり単位距離当
たりの周波数の間隔を狭くしたりすることにより、測定
精度を高めたり水深距離範囲を拡げることができる。ま
た、バイナリーコードに変換して送信する場合もビット
数を増加させることにより、測定精度を高めたり水深距
離範囲を拡げ得るものである。
【0016】
【発明の効果】以上述べたように、従来のピンガーを用
いた位置測定では、ピンガーの位置方向のみの測定で、
ピンガーの水深またはピンガーまでの距離を測定するこ
とは出来なかったが、本発明により従来不可能であった
水深や距離までも正確に測定することができるものであ
る。また、従来距離の測定も行い得るトランスポンダは
その受信部により測定船からの発振音を検知しなければ
ならず、ROV(ペラ等の推進器を持ち自航能力のある
もの)等の雑音の多い環境下では正確な測定が行い得な
い場合も生じていたが、本発明は受信部を持たないピン
ガーを用いて行うものであるため、このような雑音の多
い環境下においても正確な測定ができると共に、トラン
スポンダに比較し小型軽量で低コストな水中位置測定器
として使用することができる等の効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のピンガーによる位置測定のブ
ロック回路図である。
【図2】本発明の測定方法を説明する測定点とピンガー
位置を表す図である。
【図3】従来のピンガーによる位置測定のブロック回路
図である。
【図4】SSBL方式による位置測定を説明する図であ
る。
【符号の説明】
1,12 ピンガー 2,14 音波発振制御部 3 送信部 4 送波器 5 測定船 6,16 位置検出装置 7 受波器 8 受信部 9 SSBL処理部 10,18 演算制御部 11 表示部 13 水圧センサー 15 周波数選択部 17 深度検出部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一定周期毎に位置方向検出用の音波を送
    出すると共に、水圧測定に基づき水深距離を算出し、そ
    の水深距離を予め定められた換算式により時間に変換し
    て、前記位置方向検出用の音波送出後から前記変換時間
    経過直後に水深距離検出用の音波を送出するピンガー
    と、前記ピンガーの位置方向検出用の音波を前後及び左
    右に所定間隔をもって測定地点の水面近傍に設けられた
    少なくとも4個の受波器で受信し、その前後及び左右に
    設けられた各対向する前記受波器が受信する音波の位相
    角により前記ピンガーの位置方向角度を検出すると共
    に、前記位置方向検出用の音波を受信してから前記受波
    器が前記水深距離検出用の音波を受信するまでの時間を
    計時し、当該時間を変換して水深距離を求め、この水深
    距離と前記位置方向角度とから前記ピンガーと前記受波
    器との間の距離を測定するようにしたピンガーの位置検
    出方法。
  2. 【請求項2】 前記水深距離検出用の音波を、前記位置
    方向検出用の音波送出後一定時間を置いてから、水深距
    離に変換された時間の計時を開始して送出するようにし
    た請求項1記載のピンガーの位置検出方法。
  3. 【請求項3】 一定周期毎に位置方向検出用の音波を送
    出すると共に、水圧測定に基づき水深距離を算出し、そ
    の水深距離を予め定められた換算式により所定周波数の
    音波に変換して、前記位置方向検出用の音波送出の後に
    当該水深距離に対応する所定周波数の音波を送出するピ
    ンガーと、前記ピンガーの位置方向検出用の音波を前後
    及び左右に所定間隔をもって測定地点の水面近傍に設け
    られた少なくとも4個の受波器で受信し、その前後及び
    左右に設けられた各対向する前記受波器が受信する音波
    の位相角により前記ピンガーの位置方向角度を検出する
    と共に、前記位置方向検出用の音波の後に受信される水
    深距離に対応する所定周波数の音波を水深距離に変換
    し、この水深距離と前記位置方向角度とから前記ピンガ
    ーと前記受波器との間の距離を測定するようにしたピン
    ガーの位置検出方法。
  4. 【請求項4】 一定周期毎に位置方向検出用の音波を送
    出すると共に、水圧測定に基づき水深距離を算出し、そ
    の水深距離を予め定められた換算式により2種類の周波
    数の音波によるバイナリーコードに変換して、前記位置
    方向検出用の音波送出の後に当該水深距離に対応するバ
    イナリーコードの音波を所定間隔で送出するピンガー
    と、前記ピンガーの位置方向検出用の音波を前後及び左
    右に所定間隔をもって測定地点の水面近傍に設けられた
    少なくとも4個の受波器で受信し、その前後及び左右に
    設けられた各対向する前記受波器が受信する音波の位相
    角により前記ピンガーの位置方向角度を検出すると共
    に、前記位置方向検出用の音波の後に受信される水深距
    離に対応するバイナリーコードとしての音波を水深距離
    に変換し、この水深距離と前記位置方向角度とから前記
    ピンガーと前記受波器との間の距離を測定するようにし
    たピンガーの位置検出方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012137412A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Biva Holdings Co Ltd 水中位置探知システム、水中位置探知システムに用いられる超音波発信手段および船側受信手段、ならびに水中位置探知方法

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